2.1 不同軟段鏈對(duì)乳液外觀的影響

采用相對(duì)分子質(zhì)量均為1000的不同軟段鏈結(jié)構(gòu)，在DMPA用量均為4%的情況下，用相同的合成工藝合成不同的水性聚氨酯，觀察其外觀，結(jié)果如表1所示。

表1 不同軟段鏈對(duì)樣品外觀的影響

由表1可以看出，不同軟段鏈的水性聚氨酯中，WPU1為透明、泛藍(lán)光，WPU2～WPU4 呈乳白色、半透明。這可能是由于有機(jī)硅聚醚型聚氨酯分子鏈柔順性較好，在乳液中能夠較好地舒展開(kāi)，分子鏈間纏結(jié)較小，粒子之間摩擦阻力小，使得乳液透明、泛藍(lán)光。

2.2 不同軟段鏈對(duì)乳液性能的影響

由表2可以看出，不同軟段鏈合成的水性聚氨酯中，WPU3的含固量最高，為32.3%，黏度也大于其他3種水性聚氨酯，為350mPa·s。這可能是由于聚酯多元醇相對(duì)聚醚多元醇的剛性強(qiáng)，使得乳液黏度比聚醚型的大。而且在含固量提高的同時(shí)，乳液中粒子粒徑變小，聚氨酯分子的親水性變強(qiáng)，在形成乳液的過(guò)程中，大分子鏈的疏水部分卷曲聚集形成微粒中心，親水基團(tuán)分布在微粒表面向著水分子排列，形成親水層。當(dāng)體系顆粒很小時(shí)，水性大分子不是以膠團(tuán)的卷曲狀存在，而是以自由舒張的低能態(tài)出現(xiàn)，這種自由狀態(tài)在大分子之間形成了互相纏繞、締合，使分子間緊密相連，從而導(dǎo)致體系黏度明顯升高，有時(shí)甚至在儲(chǔ)存中產(chǎn)生“膠解”，最終失去流動(dòng)性而凝結(jié)。因此，乳液粒子粒徑越小，黏度越小，越穩(wěn)定。

表2 不同軟段鏈對(duì)乳液性能的影響

2.3 紅外光譜表征

由圖1可知，3200～3500cm-1處為氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)中N—H的伸縮振動(dòng)吸收峰，N—H的游離態(tài)吸收峰在3449cm-1處，氫鍵在3295cm-1附近，因此可以認(rèn)為合成產(chǎn)物已完全氫鍵化；1700～1750cm-1附近為氨酯基中C=O的伸縮振動(dòng)吸收峰；而2270～2240cm-1內(nèi)異氰酸酯基團(tuán)的特征峰基本消失，說(shuō)明反應(yīng)體系中的—NCO已經(jīng)完全參與了反應(yīng)。另外，有機(jī)硅聚醚型水性聚氨酯在1088cm-1處存在典型的Si—O—Si伸縮振動(dòng)吸收峰，800cm-1處有Si—CH3的吸收峰，說(shuō)明聚合物中存在有機(jī)硅鏈段。

圖1 水性聚氨酯紅外光譜圖

2.4.1 手感、白度和抗起毛起球性能

表3 不同軟段鏈對(duì)織物手感、白度和抗起毛起球性能的影響

由表3可知，整理織物的手感均變差，這是由于水性聚氨酯整理劑涂層包裹在黏膠織物表面。WPU1手感降低1級(jí)，WPU2、WPU3、WPU4手感均降低2級(jí)，這是由于聚醚型水性聚氨酯在用有機(jī)硅改性后，整理劑分子中的有機(jī)硅鏈段使大分子鏈更容易旋轉(zhuǎn)，從而賦予整理織物柔軟性，改善其手感。

由表3還可知，整理織物白度均稍微下降，抗起毛起球等級(jí)提高了約1 級(jí)，其中WPU1 即有機(jī)硅嵌段聚醚型水性聚氨酯提高得最多。這是由于水性聚氨酯整理劑涂層包裹在黏膠織物的表面，減小了纖維間的摩擦，提高了抗起毛起球性。而超支化有機(jī)硅嵌段水性聚氨酯引入了有機(jī)硅鏈段，增大了鏈長(zhǎng)，并且超支化改性使其包覆能力提高，使成膜更完整，更有利于提高整理織物的抗起毛起球性。

2.4.2 色差和耐濕摩擦色牢度

表4 不同軟段鏈對(duì)色差及耐濕摩擦色牢度的影響

由表4 可以看出，整理織物的色偏向差異均小于0.1，整理劑雖然作用在織物上，但是不會(huì)影響織物的顏色。這是由于IPDI 為脂環(huán)族異氰酸酯，不易黃變，對(duì)織物顏色不造成影響[8]。此外，耐濕摩擦色牢度較未整理織物提高約1級(jí)，這可能是因?yàn)樵谡磉^(guò)程中，封端的水性聚氨酯在高溫下解封，其兩端的異氰酸根可以與纖維及染料上的基團(tuán)反應(yīng)，相當(dāng)于起到了交聯(lián)劑作用，使纖維和染料更好地結(jié)合，所以耐濕摩擦色牢度有所提升[9]。其中WPU1 的耐濕摩擦色牢度為4.14 級(jí)，提高最多，這可能是由于有機(jī)硅的引入使成膜更完整，進(jìn)一步包覆纖維及染料，降低了纖維的摩擦系數(shù)，提高了耐濕摩擦色牢度。

（1）各軟段鏈結(jié)構(gòu)不同時(shí)，有機(jī)硅聚醚型水性聚氨酯的乳化性能最好，且黏度較低，穩(wěn)定性好。

（2）超支化有機(jī)硅聚醚、聚酯型水性聚氨酯整理織物對(duì)色光影響均不大。有機(jī)硅嵌段聚醚水性聚氨酯能提高織物的耐濕摩擦色牢度約1 級(jí)，提高抗起毛起球等級(jí)約1級(jí)，優(yōu)于以PPG、PEA為軟段鏈合成的水性聚氨酯。