摘要：綜述了常見聚氨酯類紡織化學品的結構特點及其特性。重點就原理、結構及性能等方面討論了水性聚氨酯在紡織品印染加工中的應用，指出目前聚氨酯類印染助劑存在的不足，提出了其發展方向。
關鍵詞：聚氨酯；紡織化學品；印染助劑
聚氨酯（Polyurethane，PU）即聚氨基甲酸酯，是一種楊氏模量介于橡膠與塑料之間的新型高分子合成材料。其合成是以含有高度不飽和鍵的異氰酸酯基與活潑氫化合物之間的化學反應為基礎的。聚氨酯具有優異的耐磨、柔韌和耐化學品性。溶劑型（油溶性）聚氨酯，由于大量溶劑（二甲基甲酰胺、甲苯、丙酮、丁酮、醋酸乙酯等）的使用會不可避免地帶來高額的生產成本和嚴重的環境污染，從應用的角度來看，也較為不便，與其他水性化學品的配伍性也極差，這些都極大地限制了其在紡織領域的應用。
通過向聚氨酯大分子結構中引入親水/離子性基團制備的水性聚氨酯，彌補了溶劑型聚氨酯的不足。水性聚氨酯可賦予紡織品柔軟而豐滿的皮質手感和耐磨性、抗皺防縮性、回彈性、撓曲性及透氣吸濕性等，作為一類印染助劑用于織物的整理、染色和印花等方面已顯示出廣闊的前景。
1水性封端聚氨酯
封閉型水性聚氨酯是指對聚氨酯預聚體中的部分或全部的高活性異氰酸酯基（－NCO）進行鈍化，并通過引入親水性成分或采用外乳化的方法制得的活性基被暫時封閉并在適當的熱處理條件下可再次恢復其活性的聚氨酯乳液或溶液。
對這種聚氨酯在130～160℃下進行熱處理時，其中的－NCO基團可恢復活性并與體系中存在的含有活潑氫的基團（羥基、氨基、脲基、羧基、氨酯基、水等）反應而產生交聯。由于紡織纖維上通常也含有能夠與異氰酸酯基反應的含活潑氫的基團，因此這種“活性”聚氨酯對織物一般具有較強的黏附牢度。
1.1水性封端聚氨酯的特點
反應型水性聚氨酯（即水性封端聚氨酯）一般為水溶性高分子預聚體。與常用于紡織品后處理的樹脂相比，熱反應型水溶性聚氨酯既保持了聚氨酯的彈性，又具有極好的反應活性，能夠與纖維及各種紡織化學品上的活潑氫基團同時發生化學結合或自身產生網狀交聯，因而可賦予織物各種持久耐洗的功能，提高紡織品的附加價值[1]。另外，由于它通常是一種分子量較低的齊聚物，因而對織物及纖維的滲透、擴散性高；經適當的工藝處理后，可在纖維表面形成一層耐久性的交聯膜。
1.2水性封端聚氨酯的應用
該類整理劑可廣泛用于棉織物的耐洗防水和阻燃、滌綸織物的持久抗靜電、羊毛及棉針織物的防縮和抗起毛起球整理，并可用于提高梭織物撕破強力等方面[1]。作為一種潛在的固化劑或交聯劑，水性封端聚氨酯主要應用在涂料印花/染色、樹脂整理（如棉、麻、粘膠、天絲及絲織物的防皺整理）、特殊效果的織物涂層整理（如防水透濕、仿皮、仿特殊質感涂層）及化纖織物的親水、抗靜電整理等方面。
另外，納米材料能夠很好地分散于水性聚氨酯溶液，而不改變材料原有的性能。因此，水性聚氨酯的應用將極大地促進納米功能材料在紡織染整加工領域的實際應用。
2改性聚氨酯
為降低成本、擴大應用范圍并改善高分子材料的性能，通常將具有不同化學組成及性能的高分子通過共混或接枝共聚等方法復合，制得混雜聚合物（Hybrid）[2]。
由于聚氨酯預聚體易于與其他單體或聚合物混合并進行互不干擾的平行反應，得到性能優良的聚氨酯互穿網絡（InterpenetratingPolymerNetwork，IPN）體系，因此成為目前研究最為活躍的一類互穿網絡聚合物[3]。改性聚氨酯可廣泛用作各種紡織品印染助劑和涂飾劑。對水性聚氨酯進行有機硅改性，整理后的織物不僅柔軟滑爽，且在彈性和耐洗性方面也會有明顯的改善，是一種良好的柔軟劑；聚氨酯主鏈上接枝多氟烷基，可成為優良的防水、防油污整理劑；而在其主鏈上接枝鹵素或磷等元素，則成為優良的阻燃整理劑[4]。
2.1有機硅改性聚氨酯
有機硅/聚氨酯共聚物兼備有機硅材料優異的柔韌性、耐水性、透氣性、生物相容性和聚氨酯的耐磨性，可廣泛應用于紡織印染領域[5]。通過與有機硅結合，可極大地改善水性聚氨酯的表面性能、耐濕擦性和低溫柔順性，手感也更加滑爽舒適[6]。
在以端羥基聚二甲基硅氧烷為部分軟段的聚氨酯材料中，有機硅鏈段更傾向于在材料的表面富集并取向，從而使得共聚物膜的附著力、硬度等力學性能得到改善[7]。這種水性有機硅/聚氨酯乳液不僅可用于皮革涂飾，還可用作手感整理劑和防水劑等[8]。
采用高活性有機聚硅氧烷改性的陽離子聚氨酯光亮劑具有乳液穩定、成膜透明和噴涂手感好等優點[9]。有研究表明[10]：經水溶性有機硅改性的封端聚氨酯在加熱整理過程中，復活的異氰酸酯基能夠與纖維上的活性基團反應，因而整理織物具有較好的彈性和耐洗性。
2.2丙烯酸酯改性聚氨酯
水性聚氨酯具有高彈性和良好的滲透性并耐熱、耐寒、耐化學品、耐曲磨且手感特別柔軟，其濕摩擦牢度及爽滑性好，皮膜不發黏、不吸附灰塵，而且在針織物上印花不會產生露花等疵病，但其耐高溫和耐水性較差，且價格是聚丙烯酸酯（PA）的3～4倍。水性丙烯酸酯樹脂雖具有較好的耐水性、耐候性和力學性能，但又存在硬度大、熱黏冷脆等缺點。因此，用聚氨酯對丙烯酸酯進行改性，以結合兩者優點，做到優勢互補，令人關注[3，11]。其改性產物被稱為“第三代”聚氨酯乳液（PUA），正成為近年來研究的熱點[12-13]。采用化學共聚法制得的PUA乳液，其PU和PA組分通過化學鍵達到了分子水平上的相容，復合程度更高、性能更加優越，是未來PUA復合乳液發展的重點。有研究表明[12,14]：PU/PA互穿網絡聚合物通過分子鏈間的相互滲透、纏結和相容，在手感、強度、延伸率、吸水率、吸塵性等性能上都比拼混物增效一倍左右。這種網絡間的纏結明顯改善了體系的分散性和界面的親水性，達到改性的目的。
PUA互穿網絡乳液涂膜不但具有優異的物理機械性能及耐水性，而且光澤好、彈性高且耐侯性優異，可用于膠黏劑、織物涂層、涂料染色/印花及皮革涂飾等領域。適用對象包括紙張、純棉絨布、純棉薄型針織物、真絲電力紡、真絲針織物、真絲/氨綸彈力針織物等。3聚氨酯在紡織印染加工中的應用
3.1染色用聚氨酯助劑
含有胺類化合物的水性聚氨酯對常見陰離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]通過采用向PU大分子中引入叔胺并以鹵代烷烴季胺化、以小分子酸中和叔胺、接入鹵素化合物（2，3-二溴丁二酸）后，再與小分子叔胺反應引入季胺鹽等方法制備了性能優異的水性聚氨酯固色劑。該固色劑能夠改善染色織物的鮮艷性、防污性和耐磨性。有研究表明[18]：以二乙烯三胺與聚氨酯預聚體系中適量的－NCO反應，再加入環氧氯丙烷，制備的端基為活潑環氧基或鄰鹵醇基團的反應性聚氨酯預聚樹脂固色劑對直接染料、活性染料以及酸性染料染色織物的主要色牢度，尤其是耐濕摩擦牢度有明顯的改善作用，且織物變色均在4級以上；而一般的無醛固色劑，對提高色布的濕摩擦牢度幾乎不起作用。
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