印花用聚丙烯酸酯無皂乳液粘合劑的合成研究

盧寅

摘要：本文采用丙烯酸酯無皂聚合方法制備了一種性能優(yōu)良的無皂乳液印花粘合劑，討論了溫度、時(shí)間等條件對(duì)乳液合成的影響，實(shí)驗(yàn)表明最佳的合成工藝為：反應(yīng)溫度80 ℃，預(yù)乳液滴加時(shí)間 1 h，保溫時(shí)間 1 h，引發(fā)劑用量0.6%（占單體重），軟/硬單體配比1.38∶1。在此條件下合成的粘合劑能夠賦予純棉織物和滌棉織物良好的印花色牢度。

關(guān)鍵詞：無皂乳液聚合；聚丙烯酸酯；粘合劑；印花

中圖分類號(hào)：TQ433.4+36 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Synthesis of Soap-free Polyacrylate Adhesive for Printing

Abstract： A new kind of polyacrylate adhesive was prepared through soap-free emulsion polymerization. The influences of reaction conditions on the polymerization were researched. The result showed that the optimum reaction conditions were as follows： temperature 80 ℃， adding time of pre-emulsion 1 h， holding time 1 h， initiator dosage 0.6%， the ratio of hard monomers to soft monomers at 1.38∶1. Printed cotton and T/C fabric cloud be endowed with good rubbing fastness by using the adhesive prepared under the optimum reaction conditions.

Key words： soap-free emulsion polymerization； polyacrylate； adhesive； printing

傳統(tǒng)乳液聚合工藝需要加入乳化劑，容易造成耐水和耐污性差、織物手感硬和光澤弱等問題。本文基于丙烯酸酯無皂聚合的理論及方法，合成出了一種性能優(yōu)良的無皂乳液印花粘合劑。該粘合劑的耐水性和成膜性好，不僅能夠提高印花織物的耐摩擦色牢度，而且不影響織物的手感，可提高織物的檔次及附加值。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和儀器

試劑：陰/非離子型可聚合乳化劑L（自制）、氨水（AR，西安化學(xué)試劑廠）、過硫酸鉀（AR，西安化學(xué)試劑廠）、乙烯基硅油（CP，無錫威爾化工有限公司）、甲基丙烯酸甲酯（CP，中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司）、丙烯酸丁酯（工業(yè)品，無錫威爾化工有限公司）、丙烯酸異辛酯（AR，無錫威爾化工有限公司）、丙烯酸（CP，無錫威爾化工有限公司）、丙烯酸羥乙酯（CP，無錫威爾化工有限公司）。

儀器：YHG-9050A臺(tái)式恒溫電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海姚氏儀器設(shè)備廠）、JY2002電子天平（麥儀科學(xué)儀器上海有限公司）、JJ-1型電動(dòng)攪拌器（江蘇省金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠）、HHS-6恒溫水浴鍋（金壇市華特實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）。

1.2 聚丙烯酸酯無皂乳液的制備工藝

以0.4%（對(duì)單體重）的陰/非離子型可聚合乳化劑L為乳化劑，丙烯酸（AA）為功能單體，甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸異辛酯（EHA）及丙烯酸丁酯（BA）為主單體，過硫酸鉀（KPS）為引發(fā)劑，N-羥甲基丙烯酰胺作為交聯(lián)單體。將體系升至所需溫度，先加入部分引發(fā)劑，再開始滴加混合單體與功能性單體，同時(shí)滴加剩余引發(fā)劑，控制在2.5 h以內(nèi)滴完，注意攪拌速度，保溫 1 h后，降溫取出。

2 結(jié)果與討論

2.1 聚合溫度對(duì)合成的影響（圖 1、表 1）

乳液中殘留單體含量較高，單體轉(zhuǎn)化率低；當(dāng)聚合溫度超過80 ℃后，體系反應(yīng)速率過快，乳液中凝膠量較多，乳液穩(wěn)定性變差，且乳液黏度也會(huì)下降。綜上所述，確定聚合反應(yīng)溫度為80 ℃。

2.2 預(yù)乳液滴加時(shí)間對(duì)合成的影響（圖 2）

由圖 2 可知，預(yù)乳液滴加過快，單體轉(zhuǎn)化率較低，且一定時(shí)間內(nèi)放熱量增加，易形成暴聚，導(dǎo)致乳膠粒凝聚，凝膠率較高；延長(zhǎng)滴加時(shí)間，有利于提高單體轉(zhuǎn)化率，但凝膠率會(huì)有所提高，且會(huì)使生產(chǎn)周期加長(zhǎng)。因此，滴加時(shí)間以60 min為宜。

2.3 保溫時(shí)間對(duì)合成的影響（圖 3）

圖 3 中，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，單體轉(zhuǎn)化率逐漸提高，當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到 1 h后，單體轉(zhuǎn)化率已接近99%。

由圖 4 可看出，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，單體轉(zhuǎn)化率逐漸提高，且在引發(fā)劑用量為0.6%（占單體重）的情況下，轉(zhuǎn)化率和聚合反應(yīng)速率更理想。

2.5 軟硬單體配比對(duì)合成的影響

軟單體（EHA和BA）可以使膠膜具有一定的彈性和耐久性，進(jìn)而使得粘合劑具有一定的柔韌性；硬單體（MMA）可以賦予膠膜一定的內(nèi)聚力，使涂膜具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐磨性，同時(shí)硬單體可以賦予膠膜一定的光澤和較高的使用溫度。改變軟硬單體的配比，計(jì)算聚合物乳液的玻璃化溫度（Tg），并測(cè)試乳液對(duì)純棉和滌棉織物印花效果的影響，結(jié)果如表 2 所示。

從表 2 可以看出，隨著硬單體比例的增加，乳液的固含量變化不大，但乳液的玻璃化溫度逐漸提高，膠膜的硬度隨之增加，雖然印花織物的耐干、濕摩擦色牢度有所提升，但織物手感卻逐漸變差，織物K/S值則呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)。綜合考慮各項(xiàng)性能，軟硬單體配比以1.38∶1為宜。

3 結(jié)論

丙烯酸酯無皂乳液粘合劑的最佳合成工藝參數(shù)如下：聚合溫度80 ℃，預(yù)乳液滴加時(shí)間60 min，保溫時(shí)間60 min，引發(fā)劑用量0.6%（占單體重），軟硬單體配比1.38∶1。在此條件下合成的粘合劑能夠賦予純棉織物和滌棉織物良好的印花色牢度，且對(duì)印花織物K/S值的影響較小。

參考文獻(xiàn)（略）

摘要：本文采用丙烯酸酯無皂聚合方法制備了一種性能優(yōu)良的無皂乳液印花粘合劑，討論了溫度、時(shí)間等條件對(duì)乳液合成的影響，實(shí)驗(yàn)表明最佳的合成工藝為：反應(yīng)溫度80 ℃，預(yù)乳液滴加時(shí)間 1 h，保溫時(shí)間 1 h，引發(fā)劑用量0.6%（占單體重），軟/硬單體配比1.38∶1。在此條件下合成的粘合劑能夠賦予純棉織物和滌棉織物良好的印花色牢度。

關(guān)鍵詞：無皂乳液聚合；聚丙烯酸酯；粘合劑；印花

中圖分類號(hào)：TQ433.4+36 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Synthesis of Soap-free Polyacrylate Adhesive for Printing

Abstract： A new kind of polyacrylate adhesive was prepared through soap-free emulsion polymerization. The influences of reaction conditions on the polymerization were researched. The result showed that the optimum reaction conditions were as follows： temperature 80 ℃， adding time of pre-emulsion 1 h， holding time 1 h， initiator dosage 0.6%， the ratio of hard monomers to soft monomers at 1.38∶1. Printed cotton and T/C fabric cloud be endowed with good rubbing fastness by using the adhesive prepared under the optimum reaction conditions.

Key words： soap-free emulsion polymerization； polyacrylate； adhesive； printing

傳統(tǒng)乳液聚合工藝需要加入乳化劑，容易造成耐水和耐污性差、織物手感硬和光澤弱等問題。本文基于丙烯酸酯無皂聚合的理論及方法，合成出了一種性能優(yōu)良的無皂乳液印花粘合劑。該粘合劑的耐水性和成膜性好，不僅能夠提高印花織物的耐摩擦色牢度，而且不影響織物的手感，可提高織物的檔次及附加值。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和儀器

試劑：陰/非離子型可聚合乳化劑L（自制）、氨水（AR，西安化學(xué)試劑廠）、過硫酸鉀（AR，西安化學(xué)試劑廠）、乙烯基硅油（CP，無錫威爾化工有限公司）、甲基丙烯酸甲酯（CP，中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司）、丙烯酸丁酯（工業(yè)品，無錫威爾化工有限公司）、丙烯酸異辛酯（AR，無錫威爾化工有限公司）、丙烯酸（CP，無錫威爾化工有限公司）、丙烯酸羥乙酯（CP，無錫威爾化工有限公司）。

儀器：YHG-9050A臺(tái)式恒溫電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海姚氏儀器設(shè)備廠）、JY2002電子天平（麥儀科學(xué)儀器上海有限公司）、JJ-1型電動(dòng)攪拌器（江蘇省金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠）、HHS-6恒溫水浴鍋（金壇市華特實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）。

1.2 聚丙烯酸酯無皂乳液的制備工藝

以0.4%（對(duì)單體重）的陰/非離子型可聚合乳化劑L為乳化劑，丙烯酸（AA）為功能單體，甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸異辛酯（EHA）及丙烯酸丁酯（BA）為主單體，過硫酸鉀（KPS）為引發(fā)劑，N-羥甲基丙烯酰胺作為交聯(lián)單體。將體系升至所需溫度，先加入部分引發(fā)劑，再開始滴加混合單體與功能性單體，同時(shí)滴加剩余引發(fā)劑，控制在2.5 h以內(nèi)滴完，注意攪拌速度，保溫 1 h后，降溫取出。

2 結(jié)果與討論

2.1 聚合溫度對(duì)合成的影響（圖 1、表 1）

乳液中殘留單體含量較高，單體轉(zhuǎn)化率低；當(dāng)聚合溫度超過80 ℃后，體系反應(yīng)速率過快，乳液中凝膠量較多，乳液穩(wěn)定性變差，且乳液黏度也會(huì)下降。綜上所述，確定聚合反應(yīng)溫度為80 ℃。

2.2 預(yù)乳液滴加時(shí)間對(duì)合成的影響（圖 2）

由圖 2 可知，預(yù)乳液滴加過快，單體轉(zhuǎn)化率較低，且一定時(shí)間內(nèi)放熱量增加，易形成暴聚，導(dǎo)致乳膠粒凝聚，凝膠率較高；延長(zhǎng)滴加時(shí)間，有利于提高單體轉(zhuǎn)化率，但凝膠率會(huì)有所提高，且會(huì)使生產(chǎn)周期加長(zhǎng)。因此，滴加時(shí)間以60 min為宜。

2.3 保溫時(shí)間對(duì)合成的影響（圖 3）

圖 3 中，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，單體轉(zhuǎn)化率逐漸提高，當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到 1 h后，單體轉(zhuǎn)化率已接近99%。

由圖 4 可看出，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，單體轉(zhuǎn)化率逐漸提高，且在引發(fā)劑用量為0.6%（占單體重）的情況下，轉(zhuǎn)化率和聚合反應(yīng)速率更理想。

2.5 軟硬單體配比對(duì)合成的影響

軟單體（EHA和BA）可以使膠膜具有一定的彈性和耐久性，進(jìn)而使得粘合劑具有一定的柔韌性；硬單體（MMA）可以賦予膠膜一定的內(nèi)聚力，使涂膜具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐磨性，同時(shí)硬單體可以賦予膠膜一定的光澤和較高的使用溫度。改變軟硬單體的配比，計(jì)算聚合物乳液的玻璃化溫度（Tg），并測(cè)試乳液對(duì)純棉和滌棉織物印花效果的影響，結(jié)果如表 2 所示。

從表 2 可以看出，隨著硬單體比例的增加，乳液的固含量變化不大，但乳液的玻璃化溫度逐漸提高，膠膜的硬度隨之增加，雖然印花織物的耐干、濕摩擦色牢度有所提升，但織物手感卻逐漸變差，織物K/S值則呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)。綜合考慮各項(xiàng)性能，軟硬單體配比以1.38∶1為宜。

3 結(jié)論

丙烯酸酯無皂乳液粘合劑的最佳合成工藝參數(shù)如下：聚合溫度80 ℃，預(yù)乳液滴加時(shí)間60 min，保溫時(shí)間60 min，引發(fā)劑用量0.6%（占單體重），軟硬單體配比1.38∶1。在此條件下合成的粘合劑能夠賦予純棉織物和滌棉織物良好的印花色牢度，且對(duì)印花織物K/S值的影響較小。

參考文獻(xiàn)（略）

摘要：本文采用丙烯酸酯無皂聚合方法制備了一種性能優(yōu)良的無皂乳液印花粘合劑，討論了溫度、時(shí)間等條件對(duì)乳液合成的影響，實(shí)驗(yàn)表明最佳的合成工藝為：反應(yīng)溫度80 ℃，預(yù)乳液滴加時(shí)間 1 h，保溫時(shí)間 1 h，引發(fā)劑用量0.6%（占單體重），軟/硬單體配比1.38∶1。在此條件下合成的粘合劑能夠賦予純棉織物和滌棉織物良好的印花色牢度。

關(guān)鍵詞：無皂乳液聚合；聚丙烯酸酯；粘合劑；印花

中圖分類號(hào)：TQ433.4+36 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Synthesis of Soap-free Polyacrylate Adhesive for Printing

Abstract： A new kind of polyacrylate adhesive was prepared through soap-free emulsion polymerization. The influences of reaction conditions on the polymerization were researched. The result showed that the optimum reaction conditions were as follows： temperature 80 ℃， adding time of pre-emulsion 1 h， holding time 1 h， initiator dosage 0.6%， the ratio of hard monomers to soft monomers at 1.38∶1. Printed cotton and T/C fabric cloud be endowed with good rubbing fastness by using the adhesive prepared under the optimum reaction conditions.

Key words： soap-free emulsion polymerization； polyacrylate； adhesive； printing

傳統(tǒng)乳液聚合工藝需要加入乳化劑，容易造成耐水和耐污性差、織物手感硬和光澤弱等問題。本文基于丙烯酸酯無皂聚合的理論及方法，合成出了一種性能優(yōu)良的無皂乳液印花粘合劑。該粘合劑的耐水性和成膜性好，不僅能夠提高印花織物的耐摩擦色牢度，而且不影響織物的手感，可提高織物的檔次及附加值。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和儀器

試劑：陰/非離子型可聚合乳化劑L（自制）、氨水（AR，西安化學(xué)試劑廠）、過硫酸鉀（AR，西安化學(xué)試劑廠）、乙烯基硅油（CP，無錫威爾化工有限公司）、甲基丙烯酸甲酯（CP，中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司）、丙烯酸丁酯（工業(yè)品，無錫威爾化工有限公司）、丙烯酸異辛酯（AR，無錫威爾化工有限公司）、丙烯酸（CP，無錫威爾化工有限公司）、丙烯酸羥乙酯（CP，無錫威爾化工有限公司）。

儀器：YHG-9050A臺(tái)式恒溫電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海姚氏儀器設(shè)備廠）、JY2002電子天平（麥儀科學(xué)儀器上海有限公司）、JJ-1型電動(dòng)攪拌器（江蘇省金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠）、HHS-6恒溫水浴鍋（金壇市華特實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）。

1.2 聚丙烯酸酯無皂乳液的制備工藝

以0.4%（對(duì)單體重）的陰/非離子型可聚合乳化劑L為乳化劑，丙烯酸（AA）為功能單體，甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸異辛酯（EHA）及丙烯酸丁酯（BA）為主單體，過硫酸鉀（KPS）為引發(fā)劑，N-羥甲基丙烯酰胺作為交聯(lián)單體。將體系升至所需溫度，先加入部分引發(fā)劑，再開始滴加混合單體與功能性單體，同時(shí)滴加剩余引發(fā)劑，控制在2.5 h以內(nèi)滴完，注意攪拌速度，保溫 1 h后，降溫取出。

2 結(jié)果與討論

2.1 聚合溫度對(duì)合成的影響（圖 1、表 1）

乳液中殘留單體含量較高，單體轉(zhuǎn)化率低；當(dāng)聚合溫度超過80 ℃后，體系反應(yīng)速率過快，乳液中凝膠量較多，乳液穩(wěn)定性變差，且乳液黏度也會(huì)下降。綜上所述，確定聚合反應(yīng)溫度為80 ℃。

2.2 預(yù)乳液滴加時(shí)間對(duì)合成的影響（圖 2）

由圖 2 可知，預(yù)乳液滴加過快，單體轉(zhuǎn)化率較低，且一定時(shí)間內(nèi)放熱量增加，易形成暴聚，導(dǎo)致乳膠粒凝聚，凝膠率較高；延長(zhǎng)滴加時(shí)間，有利于提高單體轉(zhuǎn)化率，但凝膠率會(huì)有所提高，且會(huì)使生產(chǎn)周期加長(zhǎng)。因此，滴加時(shí)間以60 min為宜。

2.3 保溫時(shí)間對(duì)合成的影響（圖 3）

圖 3 中，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，單體轉(zhuǎn)化率逐漸提高，當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到 1 h后，單體轉(zhuǎn)化率已接近99%。

由圖 4 可看出，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，單體轉(zhuǎn)化率逐漸提高，且在引發(fā)劑用量為0.6%（占單體重）的情況下，轉(zhuǎn)化率和聚合反應(yīng)速率更理想。

2.5 軟硬單體配比對(duì)合成的影響

軟單體（EHA和BA）可以使膠膜具有一定的彈性和耐久性，進(jìn)而使得粘合劑具有一定的柔韌性；硬單體（MMA）可以賦予膠膜一定的內(nèi)聚力，使涂膜具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐磨性，同時(shí)硬單體可以賦予膠膜一定的光澤和較高的使用溫度。改變軟硬單體的配比，計(jì)算聚合物乳液的玻璃化溫度（Tg），并測(cè)試乳液對(duì)純棉和滌棉織物印花效果的影響，結(jié)果如表 2 所示。

從表 2 可以看出，隨著硬單體比例的增加，乳液的固含量變化不大，但乳液的玻璃化溫度逐漸提高，膠膜的硬度隨之增加，雖然印花織物的耐干、濕摩擦色牢度有所提升，但織物手感卻逐漸變差，織物K/S值則呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)。綜合考慮各項(xiàng)性能，軟硬單體配比以1.38∶1為宜。

3 結(jié)論

丙烯酸酯無皂乳液粘合劑的最佳合成工藝參數(shù)如下：聚合溫度80 ℃，預(yù)乳液滴加時(shí)間60 min，保溫時(shí)間60 min，引發(fā)劑用量0.6%（占單體重），軟硬單體配比1.38∶1。在此條件下合成的粘合劑能夠賦予純棉織物和滌棉織物良好的印花色牢度，且對(duì)印花織物K/S值的影響較小。

參考文獻(xiàn)（略）