聚丙烯酸鈉共聚物與AEO-15復配的防沾色研究

周小虎，陸必泰，魏 賽

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聚丙烯酸鈉共聚物與AEO-15復配的防沾色研究

周小虎，陸必泰*，魏 賽

（武漢紡織大學 化學與化工學院，湖北 武漢 430073）

以馬來酸酐(MA) 、丙烯酸(AA)、N-乙烯基吡咯烷酮為聚合單體，以過硫酸銨為引發劑，以 m(AA)∶m(MA) ∶m(NVP) =2.6:1:0.7的質量比聚合成共聚物。通過改變與AEO-15的質量比例來分別對復配物的螯合性能、分散性能進行研究，最終確定共聚物與AEO-15 的復配比為m(AA-MA-NVP):m(AEO-15)=1:1的復配物的螯合性能及分散更優，最佳用量為2g/L，在85℃條件下進行皂煮，時間為15min防沾色性能最佳。

馬來酸酐-丙烯酸-N-乙烯基吡咯烷酮；共聚；防沾色劑

隨著活性染料應用的迅速發展，活性染料在皂洗中的沾色問題也被凸顯出來。因為一般皂洗劑存在凈洗力不佳、沾色嚴重等問題，所以開發具有強凈洗和防沾色功能的皂洗劑任重而道遠。普通的馬來酸酐( MA)-丙烯酸(AA)二元共聚酸性皂洗劑，分散性良好，無泡，制備成本低，但防沾性不理想。為了使酸性皂洗劑具備良好的防沾色能力，通常在配方中復配聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，但成本太高。為了使酸性皂洗劑同時具備良好的分散性和防沾色能力，可通過在馬來酸酐-丙烯酸二元共聚體系中引入N-乙烯基吡咯烷酮( NVP) ，合成三元共聚物。對水解染料及浮色有極強的吸附作用，同時這種共聚物對染料有極強的包覆穩定能力，脂肪醇聚氧乙烯類（AEO型）的非離子表面活性劑是應用比較廣泛的非離子表面活性。因AEO在分散乳化，防沾色方面有很好的作用。復配物的防沾色性和分散性大大提高，能徹底的洗除水解染料和浮色染料．所得織物具有很好的水洗牢度和摩擦牢度。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

丙烯酸（AA），馬來酸酐（MA），N-乙烯基吡咯烷酮( NVP)，過硫酸銨，氫氧化鈉，乙酸鈣，草酸鈉，無水硫酸鈉，AEO-15。

1.2 實驗器材

500 mL四頸瓶，配電動攪拌、回流冷凝器、滴液漏斗、溫度計、分光光度計和。

1.3 三元共聚物鈉鹽的合成

在配有轉子、回流冷凝管、滴液漏斗的250mL 的四口燒瓶中，加入定量的馬來酸酐和水，加熱至65℃攪拌使其溶解，溶解后加入30%的NaOH水溶液調節pH值至6，繼續升溫，當升至聚合溫度時，開始滴加丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和過硫酸銨溶液，在一定時間內滴加完畢,保持該聚合溫度反應7h，反應結束，用30%的NaOH水溶液調pH值至4～5，降溫至45℃，得淺黃色粘狀溶液。

1.4 新型防沾色皂洗劑的復配

在反應釜中加入AEO-15和適量的水，于60～70℃攪拌使其溶解，溶解后繼續攪拌10min，依次加入共聚物(共聚物)∶(AEO-15) =1∶1，加入定量的水調節含固量為20%，維持該溫度繼續攪拌30min，制得本實驗所用皂洗劑。

1.5 防沾色劑皂洗色差測試

將復配物與0.02g/L的水解活性紅染料溶解，分別配置成不同比例防沾色劑溶液，將未經染色的相同的純棉織物分別放入防沾色劑溶液中，并都放置到精密定時電動攪拌器進行加熱震蕩處理15min,完畢后將純棉織物取出并且烘干，以色差計測量其沾色色差△E。

1.6 螯合性能的測試

首先準確稱取1 g共聚物樣品(精確至0.0001g) , 配成100mL溶液。然后移取10mL樣品溶液加入至錐形瓶中, 加入40 mL去離子水, 用30% 氫氧化鈉溶液調節pH值為12。最后用1g/L的Mg2+標準溶液滴定, 直至產生永久性渾濁為終點( 滴定過程中保持溶液pH為12)。按上述步驟同時進行空白試驗。每克共聚物絡合鎂離子的毫克數即為標準溶液滴定時所消耗的毫克數。

螯合Mg2+值(A) = (V1-V0)×C/(G×10/100)

1.7 分散性能的測試

準確稱取4g 聚合物（精確至0.01g），配成100ml 溶液，量取25ml 樣品至錐形瓶中，加入100ml 濃度為10%的Na2CO3 溶液和30ml 的蒸餾水，用事先配制好的0.1mol/l 的乙酸鈣標準溶液滴定，滴定至開始產生白色沉淀，30s 后不褪色即為滴定終點，消耗掉的乙酸鈣的體積為Vml。則有：

分散值（mg/g）=V×C×100.1/G

式中：V-樣品消耗乙酸鈣標準溶液的體積（ml）；C-乙酸鈣的濃度（mol/l）；G-樣品的重量（g）。

2 結果與討論

2.1 P(MA-AA-NVP)與AEO-15的復配比例

改變P(MA-AA-NVP)與AEO-15的比例進行試驗分析三元共聚物與AEO-15的最佳用量比例。

由表1可以看出當二種復配物的P(MA-AA-NVP)：AEO-15在1:1時，防沾色性能△E=0.740，而皂洗殘液的吸光度為2.457是最小值，綜合比較可知，二種復配物的P(MA-AA-NVP)：AEO-15時性能達到最佳。說明在1:1三元共聚物能與非離子表面活性劑復配能夠充分的起到提升三元共聚物的防沾色劑的性能。

表1 P(MA-AA-NVP)與AEO-15的復配比例沾色實驗

2.2 復配物的用量與沾色性能關系

通過改變復配物在皂洗中的用量來確定復配物的最佳用量，避免用量少達不到最佳的防沾色效果，或者用量過多而造成成本的增加。

由表2可知，當防沾色用量增加時，△E值先減將后增，表明再沾污先是呈減小的趨勢，當到3g/L時繼續增加防沾色劑的用量時白色纖維是防沾污性能降低。分光光度計測量皂洗殘液的吸光度表明，在2g/L時殘留在溶液中的活性染料最多，即2g/L時防沾色效果最為明顯。△E值先減將后增的原因是三元共聚的物中的架橋作用以及大分子對溶液中活性染料形成靜電引力促使活性染料附著在纖維的表面。從成本和實際的應用結果分析。2g/L為防沾色劑的最佳條件。

表2 防沾色劑用量對沾色性能的影響

2.3 皂洗溫度與沾色性能關系

選取85℃，90℃，95℃，100℃四個皂洗溫度來研究不同的皂洗溫度對防沾色劑沾色性能的影響，實驗工藝同1.5，實驗結果如表3。

由表3可知，溫度的變化對沾色性能影響很小，前后的沾色性能只相差0.023，95℃以后性能出現下降的原因是溫度的升高使得活性染料分子運動加劇，活性染料從共聚物上轉移至纖維上，造成沾染白色纖維。所以選擇在85℃皂洗能夠減少一部分能耗。

表3 皂洗溫度對沾色性能的影響

2.4 皂煮時間與沾色性能關系

在不同的皂煮時間下分析相同的復配物對織物沾色性能的影響。實驗結果如表4。

由表4數據可以看出，隨著皂洗時間的增長，纖維上的沾色現象有加重的趨勢，這是因為隨著皂煮時間的增加，溶液中共聚物對纖維附著開始增加，而附著在共聚物上活性染料也會伴隨著共聚物的附著而沉淀到纖維的表面，最終造成織物的沾色有所增加。從生產成本，節約能耗并且保證防沾色性能的基礎上分析，最佳皂洗時間為15min。

表4 皂洗時間對沾色性能的影響

3 結論

綜上所述，最佳復配比例為1∶1，復配防沾色劑皂洗最佳應用工藝為最佳用量為2g/L，在85℃條件下進行皂煮，時間為15min。復配防沾色劑的應用有效的簡化了水洗工序，減少用水量，并降低能耗，提高了生產效率。

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Sodium Polyacrylate Copolymer with AEO-15 Complex with Anti-Staining

ZHOU Xiao-hu, LU Bi-tai, WEI Sai

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China)

With maleic anhydride (MA), acrylic acid (AA), N-vinyl pyrrolidone act as the polymerizable monomer. Ammonium persulfate as an initiator, m (AA): m (MA): m (NVP), = 2.6:1:0.7 the mass ratio of polymerized into the copolymer, respectively, by mass ratio to change and AEO-15 the complexation of the chelating properties, dispersion properties studied, and ultimately determined the copolymer complex ratio of the AEO-15 m (AA-MA-NVP): m (AEO-15) = 1:1 complexation chelating properties and dispersion was better, the best dosage to 2g / L, 85 ℃ under the conditions of soap boiling, time for 15min anti-stain the best performance.

Maleic Anhydride - Acrylate-N-Vinyl Pyrrolidone; Copolymerization; Anti-Staining Agent

TS193

A

2095－414X(2013)03－0080－03

陸必泰（1958-），男，教授，研究方向：功能紡織品的研制與開發、生態染整工藝及理論.