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材料导报  2020, Vol. 34 Issue (14): 14218-14222    https://doi.org/10.11896/cldb.19070035
  高分子与聚合物基复合材料 |
纳米二氧化硅改性“Click”型侧链含氟聚氨酯的制备及在织物整理剂上的应用
章强1, 刘洪利1, 陈迎豪1, 李兴建1, 张宜恒2
1 临沂大学材料科学与工程学院, 临沂 276000
2 青岛科技大学化学与分子工程学院, 青岛 266042
Preparation of Nano-silica Modified “Click” Polyurethane with Fluorine-containing Side Chains and Its Application on Fabric Finishing Agent
ZHANG Qiang1, LIU Hongli1, CHEN Yinghao1, LI Xingjian1, ZHANG Yiheng2
1 School of Materials Science and Engineering, Linyi University, Linyi 276000, China
2 School of Chemical and Molecular Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China
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摘要 以4,4′-二羟甲基-1,4-庚二炔为扩链剂制备了含有端炔功能基团的聚氨酯(PU),然后基于铜催化的炔基和叠氮基的1,3-偶极环加成点击化学(Click chemistry)反应将2-叠氮全氟辛基乙基醇酯(Rf-N3)接枝到PU侧链,制备了“Click”型侧链含氟PU。进一步将疏水改性的纳米二氧化硅(SiO2)添加到“Click”型侧链含氟PU基体中,制备了“Click”型侧链含氟PU/纳米SiO2复合材料(SiFPU)。采用红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(1H NMR)和能谱分析(EDS)表征了SiFPU的结构,研究了纳米SiO2含量对SiFPU膜热稳定性和疏水性的影响,并考察了SiFPU在织物整理剂上的应用。结果表明,当Rf-N3占PU树脂的44%(质量分数,下同)时,随着纳米SiO2含量从0%增大到2%,SiFPU的水接触角从104°增大到120°,最大失重时温度(Tmax)从323 ℃增大到348 ℃。当纳米SiO2含量为1%时,用20 g/L SiFPU溶液处理后的织物的拒水性能即可达到最高级5级,此时被处理织物的吸水率从72.7%降低到6.6%。
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章强
刘洪利
陈迎豪
李兴建
张宜恒
关键词:  含氟聚氨酯  点击化学  纳米二氧化硅  纳米复合材料  织物整理剂    
Abstract: Polyurethane (PU) containing terminal-alkyne functional groups was prepared by using 4, 4′-dimethylol-1, 4-heptadiyne as a chain extender, and then “Click” PU with fluorine-containing side chains was prepared by grafting 2-azide perfluorooctyl ethyl alcohol ester (Rf-N3) onto the PU via copper-catalyzed 1, 3-dipolar cycloaddition click chemistry reactions between alkynyl groups and azides. Furthermore, “Click” PU with fluorine-containing side chains/nano-silica composite (SiFPU) was prepared by adding hydrophobically modified nano-silica into the “Click” PU matrix. The structure of SiFPU was characterized by FT-IR,1H NMR and EDS. The effects of nano-silica content on the thermal stability and hydrophobicity of SiFPU films were investigated, and the application of SiFPU on fabric finishing agents was researched. The results show that when Rf-N3 accounts for 44wt% of PU resin, the water contact angle of SiFPU increases from 104° to 120° and maximum weight loss temperature (Tmax) of SiFPU increased from 323 ℃ to 348 ℃ as the nano-SiO2 content increases from 0wt% to 2wt% in SiFPU. When the content of nano-SiO2 is 1wt%, the water-repellent property of the fabric treated with 20 g/L SiFPU solution can reach the highest level 6, and the water absorption of the treated fabric is reduced from 72.7% to 6.6%.
Key words:  polyurethane with fluorine-containing    click chemistry    nano-silica    nanocomposite    fabric finishing agent
               出版日期:  2020-07-25      发布日期:  2020-07-14
ZTFLH:  TQ32  
基金资助: 国家自然科学基金(51172116;21176128)
作者简介:  章强,临沂大学,讲师。2017年12月毕业于哈尔滨工业大学,材料学博士,2018年1月起在临沂大学材料学院工作至今。在国内外重要期刊发表论文近10篇,授权发明专利3项。
李兴建,临沂大学,讲师。2016年博士毕业于中国科学院成都有机化学研究所,同年进入浙江大学从事博士后研究工作。2018年作为高水平博士任教于临沂大学材料科学与工程学院。以第一作者和通讯作者在国内外学术期刊发表论文40余篇。主要从事于形状记忆高分子材料的研究。
引用本文:    
章强, 刘洪利, 陈迎豪, 李兴建, 张宜恒. 纳米二氧化硅改性“Click”型侧链含氟聚氨酯的制备及在织物整理剂上的应用[J]. 材料导报, 2020, 34(14): 14218-14222.
ZHANG Qiang, LIU Hongli, CHEN Yinghao, LI Xingjian, ZHANG Yiheng. Preparation of Nano-silica Modified “Click” Polyurethane with Fluorine-containing Side Chains and Its Application on Fabric Finishing Agent. Materials Reports, 2020, 34(14): 14218-14222.
链接本文:  
http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.19070035  或          http://www.mater-rep.com/CN/Y2020/V34/I14/14218
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