[0040] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0041] 实施例1
[0042] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0043] (1)制备三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,具体过程如下:
[0044] (1.1)加成反应:将5.2g三羟甲基氨基甲烷加入10mL 50%甲醇水溶液(50%甲醇水溶液即甲醇的体积分数为50%)中,升温至30℃,搅拌溶解;滴加5.2g丙烯酸甲酯与10mL甲醇的混合溶液,在30℃下反应2h;反应完毕后,抽真空除去甲醇、水和过量的丙烯酸甲酯,获得加成反应产物;
[0045] (1.2)酯交换反应:将1.3g双季戊四醇加入10mL二甲基亚砜中,升温至90℃,搅拌溶解;滴加步骤(1.1)中获得的加成反应产物,升温至125℃,反应2h,再在100℃、0.08MPa下反应2h;反应完毕后,减压旋蒸除去二甲基亚砜,获得三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物;
[0046] (2)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0047] (3)将纤维悬浮液与5g步骤(1)中获得的三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物混合,进行湿法成网,制成纤维网;
[0048] (4)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0049] (5)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网,具体过程如下:
[0050] (5.1)将30g 1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、2g季戊四醇四丙烯酸酯和1.5g二苯甲酮溶于45g丙酮,制备成混合溶液;
[0051] (5.2)将水刺纤维网浸入步骤(5.1)中制得的混合溶液中,在365nm紫外光下反应1min;
[0052] (5.3)反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,40W超声处理20min,去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;再用丙酮抽提5h,进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;
[0053] (6)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得无纺布。
[0054] 实施例2
[0055] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0056] (1)制备三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,具体过程如下:
[0057] (1.1)加成反应:将6.5g三羟甲基氨基甲烷加入10mL 50%甲醇水溶液(50%甲醇水溶液即甲醇的体积分数为50%)中,升温至33℃,搅拌溶解;滴加7.8g丙烯酸甲酯与12mL甲醇的混合溶液,在33℃下反应2.5h;反应完毕后,抽真空除去甲醇、水和过量的丙烯酸甲酯,获得加成反应产物;
[0058] (1.2)酯交换反应:将1.7g双季戊四醇加入10mL二甲基亚砜中,升温至95℃,搅拌溶解;滴加步骤(1.1)中获得的加成反应产物,升温至127℃,反应2.5h,再在105℃、0.06MPa下反应2h;反应完毕后,减压旋蒸除去二甲基亚砜,获得三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物;
[0059] (2)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0060] (3)将纤维悬浮液与8g步骤(1)中获得的三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物混合,进行湿法成网,制成纤维网;
[0061] (4)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0062] (5)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网,具体过程如下:
[0063] (5.1)将32g 1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、2.3g季戊四醇四丙烯酸酯和1.6g二苯甲酮溶于33g丙酮,制备成混合溶液;
[0064] (5.2)将水刺纤维网浸入步骤(5.1)中制得的混合溶液中,在365nm紫外光下反应1.5min;
[0065] (5.3)反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,40W超声处理20min,去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;再用丙酮抽提5h,进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;
[0066] (6)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得无纺布。
[0067] 实施例3
[0068] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0069] (1)制备三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,具体过程如下:
[0070] (1.1)加成反应:将7.2g三羟甲基氨基甲烷加入15mL 50%甲醇水溶液(50%甲醇水溶液即甲醇的体积分数为50%)中,升温至35℃,搅拌溶解;滴加10.8g丙烯酸甲酯与15mL甲醇的混合溶液,在35℃下反应3h;反应完毕后,抽真空除去甲醇、水和过量的丙烯酸甲酯,获得加成反应产物;
[0071] (1.2)酯交换反应:将2g双季戊四醇加入10mL二甲基亚砜中,升温至100℃,搅拌溶解;滴加步骤(1.1)中获得的加成反应产物,升温至130℃,反应3h,再在110℃、0.05MPa下反应2.5h;反应完毕后,减压旋蒸除去二甲基亚砜,获得三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物;
[0072] (2)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0073] (3)将纤维悬浮液与10g步骤(1)中获得的三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物混合,进行湿法成网,制成纤维网;
[0074] (4)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0075] (5)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网,具体过程如下:
[0076] (5.1)将35g 1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、2.5g季戊四醇四丙烯酸酯和1.7g二苯甲酮溶于35g丙酮,制备成混合溶液;
[0077] (5.2)将水刺纤维网浸入步骤(5.1)中制得的混合溶液中,在365nm紫外光下反应1.5min;
[0078] (5.3)反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,40W超声处理20min,去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;再用丙酮抽提5h,进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;
[0079] (6)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得无纺布。
[0080] 实施例4
[0081] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0082] (1)制备三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,具体过程如下:
[0083] (1.1)加成反应:将5.2g三羟甲基氨基甲烷加入10mL 50%甲醇水溶液(50%甲醇水溶液即甲醇的体积分数为50%)中,升温至30℃,搅拌溶解;滴加5.2g丙烯酸甲酯与10mL甲醇的混合溶液,在30℃下反应2h;反应完毕后,抽真空除去甲醇、水和过量的丙烯酸甲酯,获得加成反应产物;
[0084] (1.2)酯交换反应:将1.3g双季戊四醇加入10mL二甲基亚砜中,升温至90℃,搅拌溶解;滴加步骤(1.1)中获得的加成反应产物,升温至125℃,反应2h,再在100℃、0.08MPa下反应2h;反应完毕后,减压旋蒸除去二甲基亚砜,获得三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物;
[0085] (2)制备羧基接枝改性的三元共聚物,具体过程如下:
[0086] (2.1)开环反应:将5g三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物溶于10mLN,N-二甲基甲酰胺,加入0.1g开环反应催化剂四丁基溴化铵,滴加8g 2-噁丙环乙酸乙酯与15mLN,N-二甲基甲酰胺的混合溶液,在75℃下反应3h;反应完毕后,减压蒸馏除去N,N-二甲基甲酰胺,获得开环反应产物;
[0087] (2.2)水解反应:将步骤(2.1)中获得的开环反应产物溶于20mL水中,加入氢氧化钠溶液,在65℃下反应1h;反应完毕后,减压蒸馏除去水,获得羧基接枝改性的三元共聚物。
[0088] (3)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0089] (4)向纤维悬浮液中加入0.15g酯化反应催化剂ZnCl2,在搅拌下滴加步骤(2)中获得的羧基接枝改性的三元共聚物的水溶液,在85℃下反应2h;反应完毕后,进行湿法成网,制成纤维网;
[0090] (5)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0091] (6)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网,具体过程如下:
[0092] (6.1)将30g 1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、2g季戊四醇四丙烯酸酯和1.5g二苯甲酮溶于45g丙酮,制备成混合溶液;
[0093] (6.2)将水刺纤维网浸入步骤(6.1)中制得的混合溶液中,在365nm紫外光下反应1min;
[0094] (6.3)反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,40W超声处理20min,去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;再用丙酮抽提5h,进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;
[0095] (7)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得无纺布。
[0096] 对比例1
[0097] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0098] (1)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0099] (2)将纤维悬浮液进行湿法成网,制成纤维网;
[0100] (3)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0101] (4)对水刺纤维网进行切割,获得无纺布。
[0102] 对比例2
[0103] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0104] (1)制备三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,具体过程如下:
[0105] (1.1)加成反应:将5.2g三羟甲基氨基甲烷加入10mL 50%甲醇水溶液(50%甲醇水溶液即甲醇的体积分数为50%)中,升温至30℃,搅拌溶解;滴加5.2g丙烯酸甲酯与10mL甲醇的混合溶液,在30℃下反应2h;反应完毕后,抽真空除去甲醇、水和过量的丙烯酸甲酯,获得加成反应产物;
[0106] (1.2)酯交换反应:将1.3g双季戊四醇加入10mL二甲基亚砜中,升温至90℃,搅拌溶解;滴加步骤(1.1)中获得的加成反应产物,升温至125℃,反应2h,再在100℃、0.08MPa下反应2h;反应完毕后,减压旋蒸除去二甲基亚砜,获得三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物;
[0107] (2)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0108] (3)将纤维悬浮液与5g步骤(1)中获得的三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物混合,进行湿法成网,制成纤维网;
[0109] (4)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0110] (5)对水刺纤维网进行切割,获得无纺布。
[0111] 对比例3
[0112] 通过以下方法制备一种无纺布:
[0113] (1)将100g纤维素纤维开松后,分散到水中,制成纤维悬浮液;
[0114] (2)将纤维悬浮液进行湿法成网,制成纤维网;
[0115] (3)对纤维网进行水刺加固、洗涤、烘干,获得水刺纤维网;
[0116] (4)以1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯为接枝单体,对水刺纤维网进行紫外光表面接枝,获得经接枝处理的纤维网,具体过程如下:
[0117] (4.1)将30g 1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、2g季戊四醇四丙烯酸酯和1.5g二苯甲酮溶于45g丙酮,制备成混合溶液;
[0118] (4.2)将水刺纤维网浸入步骤(5.1)中制得的混合溶液中,在365nm紫外光下反应1min;
[0119] (4.3)反应完毕后,将水刺纤维网转移到丙酮中,40W超声处理20min,去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;再用丙酮抽提5h,进一步去除未接枝到水刺纤维网上的单体和聚合物;
[0120] (5)对经接枝处理的纤维网进行切割,获得无纺布。
[0121] 对实施例1~4和对比例1~3制得的无纺布进行厚度、克重、抗张强度和静水压测试,结果见表1。其中抗张强度用于表征无纺布的强度;静水压用于表征无纺布的疏水性,静水压越大,表明无纺布的疏水性越强。
[0122] 表1
[0123]
[0124] 实施例1与对比例1的区别在于,实施例1中,通过步骤(1)和(3)在无纺布内部添加了三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,并通过步骤(5)在无纺布表面接枝了1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯,而对比例1则为不添加上述共聚物也不进行表面接枝的现有技术。对比表1中两者的测试结果,发现实施例1制得的无纺布的抗张强度和静水压明显大于对比例1,表明本发明能有效提高无纺布的强度和疏水性。
[0125] 实施例1与对比例2的区别在于,实施例1中,通过步骤(5)在无纺布表面接枝了1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯,而对比例2则未进行表面接枝。对比表1中两者的测试结果,发现实施例1制得的无纺布的抗张强度和静水压明显大于对比例2,表明表面接枝能有效提高无纺布的强度和疏水性。推测原因如下:1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷和季戊四醇四丙烯酸酯这两种接枝单体通过碳碳双键接枝到水刺纤维网表面;同时,两种接枝单体中均存在多个碳碳双键,这些碳碳双键之间会发生光引发聚合反应,使水刺纤维网表面形成交联网络状结构,从而增大无纺布的强度;同时,1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷中的含氟基团具有较好的疏水性,能无纺布表面形成疏水界面,且由于该疏水界面通过共价键接枝在无纺布表面,因而不易脱落,具有较好的耐久性。
[0126] 实施例1与对比例3的区别在于,实施例1中,通过步骤(1)和(3)在无纺布内部添加了三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物,而对比例3则未添加该共聚物。对比表1中两者的测试结果,发现实施例1制得的无纺布的抗张强度明显大于对比例3,表明添加三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物能有效提高无纺布的强度。推测原因如下:三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物中存在大量端羟基,能与纤维素纤维中的游离羟基形成氢键,使纤维素纤维的交联区域存在更多的氢键,并提高纤维的交联程度,从而增大无纺布的强度;同时,由于该三元共聚物分子具有较高的支化度,能与各方向上的纤维素纤维交联,因而能进一步提高纤维的交联程度,增大无纺布的强度。
[0127] 实施例1与实施例4的区别在于,实施例4中,通过步骤(2)和(4),将三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物通过共价键与纤维素结合,而实施例1中,该共聚物与纤维素之间只通过氢键结合。对比表1中两者的测试结果,发现实施例4制得的无纺布的抗张强度明显大于实施例1。推测原因如下:实施例4中,通过步骤(2)的改性使三羟甲基氨基甲烷-丙烯酸甲酯-双季戊四醇共聚物接枝上羧基,这些羧基在步骤(2)中与纤维素纤维中的羟基发生酯化反应,在三元共聚物与纤维素纤维之间形成共价交联,相较于氢键而言,共价交联的键能更大,不易断裂,因而能进一步提高无纺布的强度。
[0128] 本发明中所用原料、设备,若无特别说明,均为本领域的常用原料、设备;本发明中所用方法,若无特别说明,均为本领域的常规方法。
[0129] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换,均仍属于本发明技术方案的保护范围。