短鏈含氟聚丙烯酸酯功能整理劑的制備及應(yīng)用

周克 郝海濤 陳旭 朱文浩 于夢(mèng)瑤 李永強(qiáng)

摘要： 為制備耐水洗性能優(yōu)良的三防整理劑，以丙烯酸十三氟辛酯（Tridecooctyl acrylate，C6F）和丙烯酸十八酯（Octaglycidyl acrylate，SA）為主要單體，甲基丙烯酸縮水甘油酯（Glycidyl methacrylate，GMA）為交聯(lián)單體，通過(guò)細(xì)乳液聚合法制備了一種短鏈含氟丙烯酸酯共聚物細(xì)乳液，并將其作為整理劑應(yīng)用在棉織物上；通過(guò)紅外光譜分析、粒徑分析和熱重分析對(duì)乳液進(jìn)行表征，采用場(chǎng)掃描電鏡和X射線(xiàn)光電子能譜儀對(duì)棉織物表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，探究C6F和SA的用量對(duì)該共聚物薄膜表面能的影響。結(jié)果表明：當(dāng)C6F質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，SA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%時(shí)，共聚物薄膜的表面能低至9.16 mN/m；整理后棉織物的水接觸角為150.8°，橄欖油接觸角為141.2°，拒水等級(jí)4級(jí)，拒油等級(jí)4級(jí)，耐沾污等級(jí)5級(jí)；整理后棉織物經(jīng)過(guò)20次水洗后水接觸角仍有135.7°，橄欖油接觸角為124.8°，表現(xiàn)出良好的耐水洗性能。該文可為制備短鏈C6型含氟丙烯酸酯共聚物提供數(shù)據(jù)參考。

關(guān)鍵詞： 短鏈含氟丙烯酸酯；細(xì)乳液聚合；棉織物；三防性能；耐水洗性能

中圖分類(lèi)號(hào)： TQ314

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1673-3851 （2024） 01-0074-08

引文格式：周克，郝海濤，陳旭，等. 短鏈含氟聚丙烯酸酯功能整理劑的制備及應(yīng)用［J］. 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2024，51（1）：74-81.

Reference Format： ZHOU Ke， HAO Haitao， CHEN Xu， et al. Preparation and application of short chain fluorinated polyacrylate functional finishing agent［J］. Journal of Zhejiang Sci-Tech University，2024，51（1）：74-81.

Preparation and application of short chain fluorinated polyacrylate functional finishing agent

ZHOU Kea，b， HAO Haitaoa，b， CHEN Xua，b， ZHU Wenhaoa，b， YU Mengyaoa，b， LI Yongqianga，b，c

（a.College of Textile Science and Engineering （International Institute of Silk）; b.Engineering Research Center for Eco-Dyeing and Finishing of Textiles， Ministry of Education; c.Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology， Ministry of Education， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China）

Abstract： To prepare a three-proof finishing agent with good water-resistant properties， a short chain fluorinated polyacrylate miniemulsion was prepared by miniemulsion polymerization with tridecooctyl acrylate （C6F） and octaglycidyl acrylate （SA） as main monomers and glycidyl methacrylate （GMA） as crosslinked monomer， and was applied as a finishing agent on cotton fabrics. The emulsion was characterized by infrared spectrum analysis， particle size analysis and thermogravimetric analysis， and the surface structure of cotton fabrics was characterized by scanning electron microscopy （SEM） and X-ray photoelectron spectroscopy （XPS）. The influence of the amount of C6F and SA on the surface energy of this copolymer film was investigated. The results showed that the surface energy of the copolymer film was 9.16 mN/m when the mass fraction of C6F was 50% and the mass fraction of SA was 25%. The finishing cotton fabric had a water contact angle of 150.8°， an olive oil contact angle of 141.2°， a water repellency class 4， an oil repellency class 4 and a stain resistance class 5. After 20 washes， the water contact angle of the finished cotton fabric was still 135.7°， and the olive oil contact angle was 124.8°， demonstrating good water washing resistance. The results can provide data reference for the preparation of short chain C6 fluorinated acrylate copolymer.

Key words： short chain fluorinated acrylate; miniemulsion polymerization; cotton fabric; three-proof performance; water washing resistance

0引言

目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上常用的三防整理劑大多數(shù)為長(zhǎng)碳鏈含氟三防整理劑（CnF2n+1， n≥8），由于其分解產(chǎn)物含有對(duì)環(huán)境有害的全氟辛烷磺?；衔铮≒FOS）和全氟辛酸（PFOA），現(xiàn)已經(jīng)被禁止使用［1-4］，因此目前學(xué)界主要研究開(kāi)發(fā)環(huán)境友好的短鏈含氟整理劑和無(wú)氟整理劑。短鏈含氟三防整理劑（CnF2n+1， n≤6）借助氟原子的低表面張力實(shí)現(xiàn)三防效果，相比無(wú)氟整理劑在拒油功能方面具有顯著優(yōu)勢(shì)［5-6］。但是短鏈含氟三防整理劑的氟碳鏈段較短，結(jié)晶性較差，易發(fā)生表面重組，而且在高溫作用下氟碳短鏈難以整齊地遷移并排列在織物表面，因此其拒水拒油性能很難與長(zhǎng)鏈C8型三防整理劑相媲美。目前已有研究通過(guò)在聚合過(guò)程中引入長(zhǎng)鏈單體來(lái)提高聚合物的結(jié)晶性，從而提高短鏈含氟三防整理劑的拒水拒油性能。Zhang等［7］、Jiang等［8］利用細(xì)乳液聚合法制備了一系列C4、C6類(lèi)全氟烷基丙烯酸酯/硬脂酸酯類(lèi)共聚物，硬脂酸酯的碳?xì)鋫?cè)鏈與氟化側(cè)鏈具有協(xié)同作用，可以有效提高共聚物的拒水拒油性能。Qiu等［9］以全氟丁基丙烯酸酯為含氟單體，結(jié)合長(zhǎng)鏈單體丙烯酸十八酯和交聯(lián)劑乙烯基三乙氧基硅烷，通過(guò)細(xì)乳液聚合法制備了一種短鏈C4自交聯(lián)型含氟聚丙烯酸酯雜化乳液，丙烯酸十八酯側(cè)鏈和交聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)限制全氟烷基短鏈的表面重組具有協(xié)同作用，同時(shí)交聯(lián)單體的加入提高了聚合物乳膠膜的耐水性和力學(xué)性能。

短鏈含氟三防整理劑由含氟單體與其他功能性單體通過(guò)乳液聚合法共聚制得［10-11］。相對(duì)于常規(guī)乳液聚合，細(xì)乳液聚合具有高聚合速率、高轉(zhuǎn)化率和乳液粒徑可控等優(yōu)勢(shì)，并且其液滴成核的機(jī)理使其特別適用于高疏水的單體混合體系［12-13］。曹佳等［14］以甲基丙烯酸十三氟辛酯為含氟單體，結(jié)合長(zhǎng)鏈單體甲基丙烯酸十八酯和交聯(lián)單體N-羥甲基丙烯酰胺，以細(xì)乳液聚合法制備了一種耐久型短鏈含氟防水劑，整理后的棉織物經(jīng)過(guò)20次水洗，水接觸角仍有136.7°，具備較好的耐水洗性；但是N-羥甲基丙烯酰胺具有一定的致癌性，已被限制使用。蔡露等［15］以全氟己基乙基丙烯酸酯為含氟單體，結(jié)合交聯(lián)單體γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，制備了一種自交聯(lián)氟化聚丙烯酸酯乳液，整理后棉織物的耐水洗性能得到提高，但是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的使用降低了棉織物的拒水效果。因此，尋找合適的交聯(lián)單體，同時(shí)賦予棉織物良好的耐水洗性能和拒水拒油效果具有重要意義。

本文以含氟單體丙烯酸十三氟辛酯（Tridecooctyl acrylate，C6F）和長(zhǎng)鏈單體丙烯酸十八酯（Octaglycidyl acrylate，SA）為主要原料，引入環(huán)保型交聯(lián)單體甲基丙烯酸縮水甘油酯（Glycidyl methacrylate，GMA），通過(guò)細(xì)乳液聚合法制備了一種短鏈C6型含氟丙烯酸酯共聚物細(xì)乳液，并探究其在棉織物上的應(yīng)用性能，在保證整理棉織物拒水拒油效果良好的情況下，提高其耐水洗性能。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)材料

織物：純棉織物（平方米質(zhì)量200 g/m2，浙江同輝紡織股份有限公司）。

試劑：丙烯酸十三氟辛酯（C6F，96%），購(gòu)自哈爾濱雪佳氟硅化學(xué)有限公司；丙烯酸十八酯（SA，97%）和2，2-偶氮二（2-甲基丙基咪）二鹽酸鹽（AIBA，98%），購(gòu)自百靈威科技有限公司；甲基丙烯酸甲酯（MMA，99%）、丙烯酸丁酯（BA，99%）、甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA，99%）、十六烷基三甲基溴化銨（CTAB，99%）與脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9，99%），均購(gòu)自上海麥克林生化科技有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1短鏈含氟丙烯酸酯共聚物乳液的合成

取0.48 g CTAB與0.16 g AEO-9溶于去離子水，配制成水溶液；將總質(zhì)量8 g的混合單體C6F、SA、MMA、BA和GMA均勻攪拌，然后逐滴滴入乳化劑水溶液中，經(jīng)劇烈攪拌15～20 min后形成預(yù)乳液；繼續(xù)通過(guò)超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)（超聲條件：功率270 W，超聲2 s，間隔1 s）在冰浴環(huán)境中超聲分散8 min，隨后在氮?dú)夥諊律郎刂?5 ℃；將0.08 g引發(fā)劑AIBA配制成水溶液，通過(guò)微量注射泵勻速注入反應(yīng)體系中引發(fā)反應(yīng)，保溫反應(yīng)5 h；最后將反應(yīng)體系冷卻至室溫，得到短鏈含氟丙烯酸酯共聚物乳液。

1.2.2短鏈含氟丙烯酸酯共聚物薄膜的制備

將載玻片固定在實(shí)驗(yàn)涂布機(jī)的玻璃板上；在載玻片上滴加約0.1 g的乳液，用刮涂法將乳液均勻地涂于載玻片上；待室溫干燥成形，在60 ℃下于真空烘箱內(nèi)干燥48 h，達(dá)到恒重；然后在160 ℃下焙烘5 min，自然冷卻至室溫，得到短鏈含氟丙烯酸酯共聚物薄膜。

1.2.3整理工藝

配制短鏈含氟丙烯酸酯共聚物乳液（60 g/L，調(diào)節(jié)pH值為9～10）→二浸二軋（浸漬15 min，軋液率75%～80%）→預(yù)烘（100 ℃，3 min）→焙烘（170 ℃，4 min）→回潮（室溫，24 h）。

1.3測(cè)試方法

1.3.1紅外光譜分析

采用Nicolet iS20紅外光譜儀（美國(guó)賽默飛世爾科技公司）測(cè)試共聚物薄膜的特征基團(tuán)吸收峰，光譜掃描范圍4000～500 cm-1，掃描次數(shù)32次，分辨率4 cm-1。

1.3.2乳液粒徑及Zeta電位測(cè)試

將待測(cè)乳液稀釋10倍后放入比色皿內(nèi)，采用Zetasizer Nano ZS90納米粒度儀（英國(guó)馬爾文儀器公司）對(duì)乳液的粒徑、多分散指數(shù)（PDI）和Zeta電位進(jìn)行測(cè)定，并取3次測(cè)試的平均值作為最終值。

1.3.3靜態(tài)接觸角及表面能測(cè)試

采用DSA 20型光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x（德國(guó)克魯斯公司）測(cè)定共聚物薄膜和整理后棉織物的靜態(tài)接觸角，水滴體積3.0 μL，二碘甲烷（CH2I2）體積0.5 μL。共聚物薄膜的表面能［13］按式（1）—（2）計(jì)算：

γs=γds+γps（1）

1+cosθ=2γdsγd1γ1+2γpsγp1γ1（2）

其中：θ為接觸角，（°）；γs為材料表面能，mN/m；γds和γps分別為材料表面的色散和極性組分，mN/m；γ1為被測(cè)液體的表面張力，mN/m，γd1和γp1為被測(cè)液體的色散組分和極性組分，mN/m。水的γp和γd為51.0 mN/m和21.6 mN/m，二碘甲烷的γp和γd為0 mN/m和50.2 mN/m。

1.3.4熱重分析

采用NETZSCH STA 449F3型熱重儀器（德國(guó)Netzsch公司）分析共聚物薄膜的熱穩(wěn)定性。在氮?dú)猸h(huán)境下，將10 mg共聚物薄膜干燥樣品置于熱重儀，設(shè)置溫度范圍30～800 ℃，升溫速率20 ℃/min，觀(guān)察其熱降解情況。

1.3.5織物表面形貌觀(guān)察

采用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡FESEM（德國(guó)Carlzeiss公司）對(duì)處理前后織物表面形貌進(jìn)行觀(guān)察，電壓1 kV。

1.3.6織物XPS測(cè)試

采用X射線(xiàn)光電子能譜儀（美國(guó)賽默飛世爾科技公司）分析棉織物整理前后的表面成分。

1.3.7織物三防性能測(cè)試

整理后棉織物的拒水等級(jí)測(cè)試根據(jù)GB/T 4745—2012《紡織品防水性能的檢測(cè)和評(píng)價(jià)沾水法》進(jìn)行，拒油等級(jí)測(cè)試根據(jù)GB/T 19977—2014《紡織品拒油性抗碳?xì)浠衔镌囼?yàn)》進(jìn)行，耐沾污等級(jí)測(cè)試根據(jù)GB/T 30159.1—2013《紡織品防污性能的檢測(cè)和評(píng)價(jià)第1部分：耐沾污性》液態(tài)沾污法（醬油）進(jìn)行。

1.3.8織物白度測(cè)試

棉織物整理前后的白度等級(jí)測(cè)試根據(jù)GB/T 17644—2008《紡織纖維白度色度試驗(yàn)方法》進(jìn)行。同塊樣品分別測(cè)試3次，取其平均值作為結(jié)果。

1.3.9織物手感測(cè)試

根據(jù)FZ/T 01054.1—1999《織物風(fēng)格試驗(yàn)方法總則》中的測(cè)試方法，通過(guò)智能風(fēng)格儀（美國(guó)Nucybrtek公司）測(cè)試整理前后棉織物的手感值，包括硬挺度、柔軟度、光滑度。

1.3.10織物透濕性測(cè)試

整理前后棉織物的透濕性能根據(jù)GB/T 12704.2—2009《紡織品織物透濕性試驗(yàn)方法第2部分：蒸發(fā)法》中的正杯法測(cè)試。將棉織物固定在裝有34 mL、38 ℃水的透濕杯上，置于測(cè)試箱中平衡1 h，待箱內(nèi)溫度達(dá)到38 ℃，相對(duì)濕度達(dá)到50%后進(jìn)行測(cè)試，同塊樣品分別測(cè)試3次，取其平均值作為結(jié)果。

1.3.11織物耐水洗性能測(cè)試

根據(jù)GB/T 8629—2017《紡織品 ?試驗(yàn)用家庭洗滌和干燥程序》試驗(yàn)方法中的洗滌程序3N，對(duì)織物進(jìn)行水洗后翻轉(zhuǎn)干燥。

2結(jié)果與討論

2.1含氟單體用量對(duì)乳液性能的影響

保持單體總質(zhì)量不變（其中SA、MMA和BA質(zhì)量比為2∶1∶1，GMA質(zhì)量為單體總質(zhì)量的3%），改變含氟單體C6F的用量，探討不同含氟單體C6F用量（占單體總質(zhì)量）對(duì)共聚物薄膜接觸角和表面能的影響，結(jié)果如表1所示。由表1可見(jiàn)，隨著C6F用量的增加，薄膜的表面能呈降低趨勢(shì)，當(dāng)氟單體用量達(dá)到50%時(shí)，膜表面能降至最低9.16 mN/m。這是由于隨著含氟單體用量的增加，共聚物中的含氟基團(tuán)數(shù)量增加，膜表面存在大量的含氟基團(tuán)導(dǎo)致表面能降低，接觸角增大。當(dāng)C6F用量超過(guò)50%時(shí)，膜表面能不是趨于平衡而是略有增大。這可能是因?yàn)檫^(guò)量的含氟基團(tuán)使得共聚物的電負(fù)性增大，乳液聚合體系分散不均勻，導(dǎo)致反應(yīng)不充分，乳液性能受到影響，從而降低了接觸角，表面能增大［16］。同時(shí)氟單體價(jià)格較高，減少含氟單體的用量會(huì)降低一定的成本，故優(yōu)選C6F質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%。

2.2長(zhǎng)鏈非氟單體用量對(duì)乳液性能的影響

保持單體總質(zhì)量不變（其中MMA和BA質(zhì)量比為1∶1，C6F質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，GMA質(zhì)量為單體總質(zhì)量的3%），改變SA的用量，探討不同SA用量（占單體總質(zhì)量）對(duì)共聚物薄膜接觸角和表面能的影響，結(jié)果如表2所示。由表2可見(jiàn)：隨著SA用量的增加，膜表面能呈遞減趨勢(shì)。這是因?yàn)镾A的側(cè)鏈長(zhǎng)鏈烷基具有良好的結(jié)晶性，引入其可以增強(qiáng)聚合物的結(jié)晶性，共聚單體中的結(jié)晶長(zhǎng)碳?xì)鋫?cè)鏈可以限制表面氟化分子運(yùn)動(dòng)，從而促進(jìn)含氟共聚物的拒水拒油性能［7］。當(dāng)C6F和SA質(zhì)量比為2∶1時(shí)，膜表面能達(dá)到最低；繼續(xù)增大SA比例，膜表面能增大。其原因可能是由于SA具有強(qiáng)疏水性，在水中溶解度較小，用量過(guò)多時(shí)乳液易凝聚，并且過(guò)多的長(zhǎng)碳鏈段會(huì)包覆C6F的短鏈［17］，導(dǎo)致膜表面的含氟基團(tuán)減少，膜表面能增大。因此，優(yōu)選SA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%。

2.3乳液性能分析

根據(jù)上述研究，對(duì)最佳單體配比（C6F和SA質(zhì)量比為2∶1，MMA和BA質(zhì)量比為1∶1，GMA質(zhì)量為單體總質(zhì)量的3%）合成的乳液進(jìn)行相關(guān)性能表征。

2.3.1紅外光譜

共聚物薄膜的紅外光譜圖如圖1所示。其中GMA交聯(lián)樣品為上述最佳單體配比合成的乳液，原樣為單體配比（C6F和SA質(zhì)量比為2∶1，MMA和BA質(zhì)量比為1∶1）合成的乳液。由圖1可見(jiàn)：2920、2854 cm-1和1460 cm-1處峰值為甲基—CH3和亞甲基—CH2中C—H鍵的伸縮振動(dòng)峰，1734 cm-1處峰值為—CO的伸縮振動(dòng)，1238～1080 cm-1處峰值為—CF2和—CF3的伸縮振動(dòng)峰與—C—O—C的吸收峰，747 cm-1處峰值為—C—F鍵的彎曲振動(dòng)，同時(shí)1640 cm-1附近的CC特征峰消失，表明共聚物已成功合成。相比原樣，GMA交聯(lián)樣品在911 cm-1處出現(xiàn)環(huán)氧基團(tuán)的特征吸收峰，表明GMA已成功合入聚合物上。

2.3.2乳液的粒徑分布及Zeta電位

圖2為乳液的粒徑分布及Zeta電位圖。由圖2可見(jiàn)：乳液的平均粒徑為100.3 nm，且粒徑分布較窄，PDI為0.152；乳液的Zeta值為47.6 mV，表明乳液帶正電，穩(wěn)定性好。

2.3.3熱穩(wěn)定性

通過(guò)熱重分析法分析共聚物薄膜的熱穩(wěn)定性，結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出：共聚物薄膜升溫到330 ℃時(shí)失重約8%，這歸因于體系中水分的蒸發(fā)和其他有機(jī)小分子的分解；在330～463 ℃時(shí)失重約90%，這歸因于體系中主碳鏈段的分解，其中在417 ℃左右達(dá)到最大熱分解速率；從463 ℃升溫到800 ℃，體系質(zhì)量變化不大，共聚物薄膜的降解過(guò)程基本結(jié)束，最終殘留量為2.47%。以上結(jié)果表明所制得的短碳鏈含氟丙烯酸酯共聚物薄膜具有良好的耐熱穩(wěn)定性。

2.4整理后棉織物的性能分析

對(duì)最佳單體配比（C6F和SA質(zhì)量比為2∶1，MMA和BA質(zhì)量比1∶1，GMA質(zhì)量為單體總質(zhì)量的3%）合成的乳液整理后棉織物的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征。

2.4.1表面形貌

通過(guò)FESEM觀(guān)察棉織物整理前后纖維的微觀(guān)形貌，結(jié)果如圖4所示。由圖4可見(jiàn)：原棉表面粗糙，溝壑明顯；整理后棉織物表面溝壑減少，表面變得光滑，說(shuō)明整理劑已在棉織物上得到了良好的整理，已在其表面形成了一層平滑的含氟薄膜。

2.4.2XPS分析

整理前后棉織物的XPS譜圖如圖5所示。圖5顯示：相比原棉，整理后棉織物表面出現(xiàn)F元素，含量達(dá)32.13%，F(xiàn)與C的原子比為0.58，高于理論F與C的原子比0.4，表明整理劑中的含氟組分由于熱遷移性質(zhì)在高溫烘焙下富集在棉織物表面。從分峰后的各元素譜圖中可以看出：C有5種化學(xué)環(huán)境，主要有—CF3、—CF2、—CO、C—O和C—C，酯基中的兩個(gè)O元素在化學(xué)環(huán)境上存在著一些差別，但其峰型比較接近，F(xiàn)的化學(xué)環(huán)境比較類(lèi)似，表現(xiàn)為單峰分布。

2.4.3三防性能

整理后棉織物的拒水拒油耐沾污性能測(cè)試見(jiàn)表3；各實(shí)物照片如圖6所示，其中：圖6（a）—（b）中的液滴為水，圖6（c）—（d）中的液滴為正十四烷，圖6（e）—（f）中的液滴為醬油。通過(guò)噴淋實(shí)驗(yàn)后棉織物表面沒(méi)有潤(rùn)濕，且僅有少量水珠，表明拒水等級(jí)為4級(jí)；通過(guò)將正十四烷滴在整理后的織物上，30 s后觀(guān)察織物無(wú)潤(rùn)濕現(xiàn)象，表明拒油等級(jí)為4級(jí)；通過(guò)將醬油滴在整理后的織物上，30 s后觀(guān)察織物無(wú)潤(rùn)濕現(xiàn)象，且液滴清晰，具有較大接觸角的完好弧形（圖6），表明耐沾污等級(jí)為5級(jí)。

2.4.4服用性能

通過(guò)測(cè)試棉織物整理前后的白度、手感值（柔軟度、光滑度、硬挺度）、透濕性等性能來(lái)表征整理前后棉織物的服用性能，測(cè)試結(jié)果如表4所示。由表4可知，相比原棉，整理后棉織物的白度、透濕率有所降低，分別下降3.7%、6.4%。這是由于高溫焙烘使得棉織物受到損傷，織物的黃變現(xiàn)象導(dǎo)致白度降低，整理劑在棉織物表面形成的薄膜會(huì)遮蓋部分的纖維空隙，導(dǎo)致透濕率降低；整理后棉織物的硬挺度稍有提高，柔軟度稍有降低，光滑度變化不明顯，綜合手感值稍有降低，仍能滿(mǎn)足日常服用要求。

2.4.5耐水洗性能

將整理后棉織物經(jīng)GB/T 8629—2017方法水洗不同次數(shù)，通過(guò)測(cè)試棉織物的水、橄欖油接觸角的變化程度來(lái)研究其耐水洗性能，結(jié)果如圖7所示。由圖7可見(jiàn)：經(jīng)多次水洗后，整理后棉織物水、油接觸角呈下降趨勢(shì)，這可能是因?yàn)樗催^(guò)程中的物理摩擦作用導(dǎo)致棉織物表面的部分共聚物薄膜破裂；

經(jīng)過(guò)20次水洗后，整理后棉織物的水接觸角從150.8°下降至135.7°，橄欖油接觸角從141.2°下降至124.8°，仍保持良好的拒水拒油性能，這是因?yàn)榉磻?yīng)過(guò)程中引入了交聯(lián)單體GMA，其可與棉織物表面的—OH形成化學(xué)交聯(lián)，進(jìn)一步增強(qiáng)了棉織物表面薄膜的強(qiáng)度，因而使得棉織物具有良好的耐水洗性能。

3結(jié)論

本文采用細(xì)乳液聚合法，以C6F和SA為主要單體，GMA為交聯(lián)單體，結(jié)合輔助單體MMA和BA，通過(guò)調(diào)控單體比例制備出粒徑較小、穩(wěn)定性較好的短鏈含氟丙烯酸酯共聚物細(xì)乳液，并將其應(yīng)用在棉織物上；通過(guò)FESEM和XPS對(duì)整理后棉織物的表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，探究不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的C6F和SA對(duì)共聚物薄膜表面能的影響。主要結(jié)論如下：

a）共聚物薄膜表面能隨著C6F用量的增加呈遞減趨勢(shì)，加入適量SA可以進(jìn)一步降低膜表面能。當(dāng)C6F質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，SA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%時(shí)，共聚物薄膜表面能低至9.16 mN/m。

b）整理后棉織物表面形成一層光滑的薄膜，且表面氟元素富集，含量達(dá)32.13%。

c）整理后棉織物的三防性能優(yōu)異，且綜合服用性能可以滿(mǎn)足日常紡織品要求；經(jīng)過(guò)20次水洗后，整理后棉織物仍保持較好的拒水拒油性能，表明引入GMA可賦予棉織物良好的耐水洗性能。

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（責(zé)任編輯：張會(huì)?。?/p>

收稿日期： 2023-04-27網(wǎng)絡(luò)出版日期：2023-07-07網(wǎng)絡(luò)出版日期

基金項(xiàng)目： 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（52103068）；浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（LY21E030019）；中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技指導(dǎo)性項(xiàng)目（20190211）

作者簡(jiǎn)介： 周克（1997—），男，山西忻州人，碩士研究生，主要從事生態(tài)染整技術(shù)方面的研究。

通信作者： 李永強(qiáng)，E-mail：yqqli@163.com