Comparative evaluation of polyurethane ionomers of sulfonate and carboxylate types as binders of pigment printing systems

Abstract

У даній роботі узагальнено результати дослідження з використання самодиспергуючих водних дисперсій поліуретанових іономерів як зв’язувачів в пігментних складах для друкування текстильних матеріалів плівкоутворювачів нового типу. Відмінною особливістю полімерів цього типу є те, що їх макромолекули містять різні іонні групи, що введені в основний ланцюг уретанового блоккополімеру або у подовжувач ланцюга, зокрема, це сульфо- або карбоксильні групи. Досліджено колоїдно-хімічні властивості водних дисперсій поліуретанових іономерів аніонного і катіонного типів у взаємозв’язку з фізико-механічними характеристиками полімерних плівок і показниками якості друкування пігментними складами, в яких дисперсії, що досліджувались, використано як зв’язувачі. Показано, що серед іоновм існих поліуретанів полімери, що мають аніонний характер, можуть бути рекомендован і як зв’язувачі для пігментного друку. Серед поліуретанів аніонного типу полімери, що містять карбоксильні групи, більш ефективні як зв’язувачі, у порівнянні з сульфовмісними, оскільки забезпечують більшу стійкість забарвлень до мокрих обробок, більш м’який гриф надрукованих тканин і стабільні результати друкування. Відмічено вищу інтенсивність забарвлень, сформованих за допомогою карбоксиловмісних полімерів, внаслідок меншої здатності полімеру до мікрофазного розділення. Ця властивість проявляється при тепловому обробленні надруковано ї тканини помутнінням полімерних плівок, внаслідок чого знижується інтенсивність забарвлення. Показано, що за допомогою катіоноактивних полімерів на тканинах формуються інтенсивніші і міцніші забарвлення у порівнянні з аніоноактивними, однак внаслідок високої здатності до коагуляції вони не можуть бути використані як зв’язувачі. Катіонні поліуретани можуть бути рекомендовані для використання на спеціальному обладнанні, наприклад, при розцвічуванні тканин за допомогою аерографів.

The paper summarizes the results of the study devoted to the use of a new type of film formers, self-dispersing aqueous dispersions of polyurethane ionomers, as binders in pigment compositions for the textile materials printing. A distinctive feature of the polymers of this type is that their macromolecules contain various ionic groups introduced into the main chain of the urethane block-copolymer or the chain extender, in particular, the sulfo- or carboxyl groups. The colloid-chemical properties of aqueous dispersions of polyurethane ionomers of anionic and cationic types were investigated in terms of the physical and mechanical characteristics of polymer films and the quality indicators of printing by pigment compositions in which the dispersions under study were used as binders. It has been shown that polymers from the group of ion-containing polyurethanes having anionic character can be recommended as pigment binding agents. Polymers containing carboxyl groups are more effective as binders among the polyurethanes of the anionic type, because these polymers provide greater resistance to dyes by wet treatments, a milder stamp of printed textiles and stable printing results. A higher intensity of colors was observed which are formed with the use of carboxylcontaining polymers due to the lower polymer ability to microphase separation. This property is manifested in the heat treatment of printed textile material by the clouding of polymer films, which results in a decrease in the intensity of coloration. It has been shown that more intense and stronger colors are formed by using of cationic polymers as compared with the anionic ones (but the latter cannot be used due to their high coagulation ability as binding agents). Cationic polyurethanes can be recommended to be used with special equipment, for example, when printing on fabrics using airbrushes.