Graft copolymerization of perfluoroheptyl methacrylate/glycidyl methacrylate mixtures with cotton fabric using Fe2+‐thioureadioxide‐H2O2 redox system

Abstract

The ability of Fe2+-thioureadioxide-H2O2 redox system to induce polymerization of perfluoroheptyl methacrylate (PFHMA) and glycidyl methacrylate (GMA) individually as well as in binary mixtures was investigated under different conditions. Results obtained indicated that (a) PFHMA monomer could substantially be polymerized with cotton cellulose only in presence of GMA, (b) maximum contribution of PFHMA in the polymer add-on occurred upon using PFHMA mixture at a ratio of 50:50 at 80°C, (c) presence of PFHMA along with GMA offsets the fast termination rate of the latter as temperature increased from 60° to 90°C, (d) GMA activated PFHMA while the latter adversely affected GMA, (e) none of the PFHMA/GMA mixtures at ratios 2:8, 5:5, 8:2 showed synergetic effects, (f) H2O2 concentration of 0.01% and thioureadioxide concentration of 0.04% constituted the optimal concentrations for polymerization of PFHMA/GMA at a ratio of 5:5, and (g) the polymerization reaction proceeded initially very fast, then levelled off. (h) The water/oil repellency of the copolymerized cotton samples relied on the percent of PFHMA in total percent polymer add-on; these properties attained maximum at 4.25% PFHMA in a total polymer add-on of 22.5%. Das Redox-System aus Fe2+, Thioharnstoffdioxid und H2O2 erwies sich als brauchbar, die Pfropfcopolymerisation von Perfluorheptyl-methacrylat (PFHMA) und Glycidylmethacrylat (GMA) sowie der Mischung beider unter verschiedenen Bedingungen zu initiieren. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen: (a) PFHMA kann nur auf Baumwollcellulose gepfropft werden, wenn noch GMA in der Mischung vorhanden ist. (b) Den hochsten PFHMA-Anteil im Pfropfcopolymerisat erhalt man bei 80°C und einem Monomerverhaltnis PFHMA : GMA = 50:50. (c) PFHMA setzt bei hoheren Temperaturen die hohe Abbruchgeschwindigkeit von GMA herab. (d) GMA aktiviert PFHMA, aber PFHMA deaktiviert GMA. (e) Es treten keine synergistischen Effekte auf. (f) Die optimalen Bedingungen liegen vor bei: 0,01% H2O2, 0,04% Thioharnstoffdioxid, Monomerverhaltnis 50:50. (g) Am Anfang verlauft die Pfropfcopolymerisation sehr schnell, dann last die Geschwindigkeit nach. (h) Das Wasser/Ol-Abweisungsvermogen beruht auf dem PFHMA-Anteil; es ist bei 4,25% PFHMA bei einem Gesamtpfropfgehalt von 22,5% am hochsten.