[发明专利]一种纤维素纤维织物改性整理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及纺织制造业的纤维素纤维织物改性整理技术领域，尤其是涉及纺织品织物为棉，天丝，莫代尔，粘胶纤维及其混纺织物的印染布与(POSS-N(CH₂(OH))₂)混和物溶液浸轧，交联改性整理工艺。

背景技术

随着科学技术的发展，人类对材料的性能提出了更多更高的要求。单一有机材料或无机材料已不能满足工业和社会发展的需要，开发新型的、能兼顾碳氢有机材料和无机陶瓷材料性能的新材料，已经成为目前材料科学研究的热点。硅树脂是以Si—O—Si为主链，硅原子上联接有机基团的交联型半无机高聚物，其最突出的性能是优异的热氧化稳定性。倍半硅氧烷SSQ(Silsesquioxane)是指所有分子结构为(RSiO3/2)n(分子中O:Si＝3:2)的特殊有机硅化合物，与普通硅树脂相比，其分子中Si—O—Si键的比例较大，材料的总体性能一般优于硅树脂。SSQ主要有一般结构、梯形结构及笼形结构三种不同的分子结构，其中研究应用最多的是笼形六面体结构。

笼形六面体结构类似于二氧化硅结构，这种特殊的立体结构赋予倍半硅氧烷化合物独特的性能，如高的耐热性和化学稳定性及优良的介电性能。近年来，美国、德国、日本等发达国家对SSQ进行了大量的研究，取得了可喜的进展，并已经形成一定的研究规模。我国对SSQ的研究报道较少，但已有相关报道。

目前，国外利用笼形倍半硅氧烷(英文“Polyhedral oligomeric silsequi-oxane”,简称POSS)制备的新型纳米增强剂，这种纳米增强剂是一类既具有纳米笼型结构又可以通过化学的方法将其进行侧基功能化的新型化合物。POSS功能性单体是有机—无机杂化分子的三维结构，具有1-8个反应性有机基团，反应性基团包括胺基、环氧基、不饱和双键、烷氧基、羟基、硫醇基等。大多数POSS单体是单功能性的，仅含有1个反应性基团，多功能性POSS单体含有2个或2个以上的反应性基团，反应性基团之间可通过适当的化学反应，进行相互转换，可形成各种POSS功能性单体。单功能性POSS单体可通过聚合、接枝反应来加入到聚合物中，多功能性POSS单体可作为有效的交联剂，从而显著提高聚合物的热、机械以及气体渗透等多种性能。

笼形倍半硅氧烷是一类重要的纳米尺度的笼型有机-无机杂化分子,其分子式为(RSiO1.5)n，尺寸约为1～3nm，被认为是“目前可能存在的最小的硅粒子”。由于其特殊的结构与性能，POSS(零维)被认为是和蒙脱土(二维)、碳纳米管(一维)一样最具前景的纳米材料之一，从而成为材料科学研究的热点之一。

笼型倍半硅氧烷，其结构和二氧化硅类似，都是由硅氧多元环形成的立体多面体。其中一种(即n＝8)笼状倍半硅氧烷通常被简称为T₈，它属于纳米级结构单元，其结构式如下所示。

笼型倍半硅氧烷(POSS)是以Si-O为无机核，该无机内核赋予材料优异力学性能，外围的有机基团则提高POSS与聚合物之间的相容性，而反应官能团可实现倍半硅氧烷与聚合物之间的化学键合作用。因此，笼形POSS纳米增强剂虽然类似于SiO₂的结构，但其更有不同于一般纳米粒子的特点，其结构功能特点如下。

(1)分子内杂化结构：POSS其分子结构为(RSiO1..5),介于二氧化硅(SiO₂)和硅树脂(R₂SiO)之间，具有Si-O纳米结构的六面体无机框架核心，外围由有机基团包围，因此，POSS分子本身是分子水平上的无机有机分子内杂化体系。

(2)纳米尺寸效应：笼形倍半硅氧烷(POSS)粒子具有比表面积大的纳米微细结构，其中六面体无机框架核心中硅原子距离(Si-Si)约0.5nm，外围由有机基团间距离(R-R)约1.5nm，接近聚合物链段大小。

(3)结构的可剪裁性：通过化学的方法将笼型硅氧烷进行侧基功能化，在多面体的顶点处连接不同反应性官能团或非反应官能团，从而制得各种不同性能的低聚多面倍半硅氧烷(POSS)衍生物单体，赋予其反应性和功能性，实现其结构剪裁。

(4)良好相容性：POSS具有笼形核/壳结构，其壳通常为8个有机官能团，其中7个官能团为惰性有机基团，1个为具有反应活性的功能基团。其有机基团可实现与有机溶剂和聚合物基体树脂的良好相容性。