摘要：综述了常见聚氨酯类纺织化学品的结构特点及其特性。重点就原理、结构及性能等方面讨论了水性聚氨酯在纺织品印染加工中的应用，指出目前聚氨酯类印染助剂存在的不足，提出了其发展方向。
关键词：聚氨酯；纺织化学品；印染助剂
聚氨酯（Polyurethane，PU）即聚氨基甲酸酯，是一种杨氏模量介于橡胶与塑料之间的新型高分子合成材料。其合成是以含有高度不饱和键的异氰酸酯基与活泼氢化合物之间的化学反应为基础的。聚氨酯具有优异的耐磨、柔韧和耐化学品性。溶剂型（油溶性）聚氨酯，由于大量溶剂（二甲基甲酰胺、甲苯、丙酮、丁酮、醋酸乙酯等）的使用会不可避免地带来高额的生产成本和严重的环境污染，从应用的角度来看，也较为不便，与其他水性化学品的配伍性也极差，这些都极大地限制了其在纺织领域的应用。
通过向聚氨酯大分子结构中引入亲水/离子性基团制备的水性聚氨酯，弥补了溶剂型聚氨酯的不足。水性聚氨酯可赋予纺织品柔软而丰满的皮质手感和耐磨性、抗皱防缩性、回弹性、挠曲性及透气吸湿性等，作为一类印染助剂用于织物的整理、染色和印花等方面已显示出广阔的前景。
1水性封端聚氨酯
封闭型水性聚氨酯是指对聚氨酯预聚体中的部分或全部的高活性异氰酸酯基（－NCO）进行钝化，并通过引入亲水性成分或采用外乳化的方法制得的活性基被暂时封闭并在适当的热处理条件下可再次恢复其活性的聚氨酯乳液或溶液。
对这种聚氨酯在130～160℃下进行热处理时，其中的－NCO基团可恢复活性并与体系中存在的含有活泼氢的基团（羟基、氨基、脲基、羧基、氨酯基、水等）反应而产生交联。由于纺织纤维上通常也含有能够与异氰酸酯基反应的含活泼氢的基团，因此这种“活性”聚氨酯对织物一般具有较强的黏附牢度。
1.1水性封端聚氨酯的特点
反应型水性聚氨酯（即水性封端聚氨酯）一般为水溶性高分子预聚体。与常用于纺织品后处理的树脂相比，热反应型水溶性聚氨酯既保持了聚氨酯的弹性，又具有极好的反应活性，能够与纤维及各种纺织化学品上的活泼氢基团同时发生化学结合或自身产生网状交联，因而可赋予织物各种持久耐洗的功能，提高纺织品的附加价值[1]。另外，由于它通常是一种分子量较低的齐聚物，因而对织物及纤维的渗透、扩散性高；经适当的工艺处理后，可在纤维表面形成一层耐久性的交联膜。
1.2水性封端聚氨酯的应用
该类整理剂可广泛用于棉织物的耐洗防水和阻燃、涤纶织物的持久抗静电、羊毛及棉针织物的防缩和抗起毛起球整理，并可用于提高梭织物撕破强力等方面[1]。作为一种潜在的固化剂或交联剂，水性封端聚氨酯主要应用在涂料印花/染色、树脂整理（如棉、麻、粘胶、天丝及丝织物的防皱整理）、特殊效果的织物涂层整理（如防水透湿、仿皮、仿特殊质感涂层）及化纤织物的亲水、抗静电整理等方面。
另外，纳米材料能够很好地分散于水性聚氨酯溶液，而不改变材料原有的性能。因此，水性聚氨酯的应用将极大地促进纳米功能材料在纺织染整加工领域的实际应用。
2改性聚氨酯
为降低成本、扩大应用范围并改善高分子材料的性能，通常将具有不同化学组成及性能的高分子通过共混或接枝共聚等方法复合，制得混杂聚合物（Hybrid）[2]。
由于聚氨酯预聚体易于与其他单体或聚合物混合并进行互不干扰的平行反应，得到性能优良的聚氨酯互穿网络（InterpenetratingPolymerNetwork，IPN）体系，因此成为目前研究最为活跃的一类互穿网络聚合物[3]。改性聚氨酯可广泛用作各种纺织品印染助剂和涂饰剂。对水性聚氨酯进行有机硅改性，整理后的织物不仅柔软滑爽，且在弹性和耐洗性方面也会有明显的改善，是一种良好的柔软剂；聚氨酯主链上接枝多氟烷基，可成为优良的防水、防油污整理剂；而在其主链上接枝卤素或磷等元素，则成为优良的阻燃整理剂[4]。
2.1有机硅改性聚氨酯
有机硅/聚氨酯共聚物兼备有机硅材料优异的柔韧性、耐水性、透气性、生物相容性和聚氨酯的耐磨性，可广泛应用于纺织印染领域[5]。通过与有机硅结合，可极大地改善水性聚氨酯的表面性能、耐湿擦性和低温柔顺性，手感也更加滑爽舒适[6]。
在以端羟基聚二甲基硅氧烷为部分软段的聚氨酯材料中，有机硅链段更倾向于在材料的表面富集并取向，从而使得共聚物膜的附着力、硬度等力学性能得到改善[7]。这种水性有机硅/聚氨酯乳液不仅可用于皮革涂饰，还可用作手感整理剂和防水剂等[8]。
采用高活性有机聚硅氧烷改性的阳离子聚氨酯光亮剂具有乳液稳定、成膜透明和喷涂手感好等优点[9]。有研究表明[10]：经水溶性有机硅改性的封端聚氨酯在加热整理过程中，复活的异氰酸酯基能够与纤维上的活性基团反应，因而整理织物具有较好的弹性和耐洗性。
2.2丙烯酸酯改性聚氨酯
水性聚氨酯具有高弹性和良好的渗透性并耐热、耐寒、耐化学品、耐曲磨且手感特别柔软，其湿摩擦牢度及爽滑性好，皮膜不发黏、不吸附灰尘，而且在针织物上印花不会产生露花等疵病，但其耐高温和耐水性较差，且价格是聚丙烯酸酯（PA）的3～4倍。水性丙烯酸酯树脂虽具有较好的耐水性、耐候性和力学性能，但又存在硬度大、热黏冷脆等缺点。因此，用聚氨酯对丙烯酸酯进行改性，以结合两者优点，做到优势互补，令人关注[3，11]。其改性产物被称为“第三代”聚氨酯乳液（PUA），正成为近年来研究的热点[12-13]。采用化学共聚法制得的PUA乳液，其PU和PA组分通过化学键达到了分子水平上的相容，复合程度更高、性能更加优越，是未来PUA复合乳液发展的重点。有研究表明[12,14]：PU/PA互穿网络聚合物通过分子链间的相互渗透、缠结和相容，在手感、强度、延伸率、吸水率、吸尘性等性能上都比拼混物增效一倍左右。这种网络间的缠结明显改善了体系的分散性和界面的亲水性，达到改性的目的。
PUA互穿网络乳液涂膜不但具有优异的物理机械性能及耐水性，而且光泽好、弹性高且耐侯性优异，可用于胶黏剂、织物涂层、涂料染色/印花及皮革涂饰等领域。适用对象包括纸张、纯棉绒布、纯棉薄型针织物、真丝电力纺、真丝针织物、真丝/氨纶弹力针织物等。3聚氨酯在纺织印染加工中的应用
3.1染色用聚氨酯助剂
含有胺类化合物的水性聚氨酯对常见阴离子水溶性染料具有非常理想的固色效果[15]。CooddardR.J.和SanchelM.等人[16-17]通过采用向PU大分子中引入叔胺并以卤代烷烃季胺化、以小分子酸中和叔胺、接入卤素化合物（2，3-二溴丁二酸）后，再与小分子叔胺反应引入季胺盐等方法制备了性能优异的水性聚氨酯固色剂。该固色剂能够改善染色织物的鲜艳性、防污性和耐磨性。有研究表明[18]：以二乙烯三胺与聚氨酯预聚体系中适量的－NCO反应，再加入环氧氯丙烷，制备的端基为活泼环氧基或邻卤醇基团的反应性聚氨酯预聚树脂固色剂对直接染料、活性染料以及酸性染料染色织物的主要色牢度，尤其是耐湿摩擦牢度有明显的改善作用，且织物变色均在4级以上；而一般的无醛固色剂，对提高色布的湿摩擦牢度几乎不起作用。
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