实用染整知识技术.docx
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实用染整知识技术
“三防”即拒水､拒油､拒污整理,是在织物上施加一种或数种整理剂,改变织物的表面性能,使织物不易被水和常见油污所润湿或沾污｡“三防”纺织品可广泛应用于服装面料､厨房用布､餐桌用布､装饰用布､产业用布､军队用布､劳保用布等领域｡
目前常用的拒水整理剂主要有以下几种:
英国ICI公司的VelanPF,是硬脂酸酰胺亚甲基吡啶氯化物｡在国内的商品名为防水剂PF｡本类产品没有明显的拒油性能,也不符合环保要求｡
汽巴公司的PhobotexFTC､FTG及国产的AEG,MDT,MWZ等,是羟甲基类拒水整理剂｡本类产品没有明显的拒油性能,在整理过程中无有害物质释放,但整理后的织物中残留大量甲醛,仍不符合环保要求｡
石蜡—铝皂类拒水整理剂符合环保要求,但不耐久,同时也没有明显的拒油性能｡
美国DowCorning公司的SiliconeconcV､德国Bayer公司的PerlitSI-SW等是有机硅类拒水整理剂｡本类产品具有优良的拒水效果,但没有明显的拒油性能｡
美国加州Nano-Tex公司的Nano-Care是纳米型整理剂,具有较好的拒水拒油性能｡
法国Atochem公司的Forapel､美国3M公司的3589､3585系列､美国DuPont公司的Teflon系列､德国Hoechest公司的Nuva､日本旭硝子的AsahiguardAG-480､AG-415和AG一710､日本大金公司的TG-410､TG-421和TG一527､日本日华的EC50､深圳先进公司的WRS-C35等都是有机氟型整理剂,具有良好的拒水拒油性能｡
有机氟聚合物可以把织物表面能降低到油､水､和污渍不能浸润和穿透纤维的程度｡
这种作用的最佳整理效果体现在有机氟聚合物能够形成无缝的看不见的保护膜,这层膜把纤维包裹起来｡液态无溶剂时纠缠在一起的有机氟聚合物在膜成型时在纤维表面扩展开来,含氟侧链在干燥处理时的热作用下伸直取黄翠蓉 ,钟安华 ,王宝根
（1.武汉科技学院,湖北武汉430073;2.武汉职业技术学院,湖北武汉
430074）
1 前言
大麻具有卫生､防霉抑菌､防腐､防静电､吸收紫外线,以及吸湿放湿快､悬垂性好､阻燃､舒爽等优良性能,且不像一般麻织物具有强烈刺痒感｡但由于其纤维结构､化学组分和微晶结构不同于棉､苎麻和亚麻,纤维比较粗硬,且长度和细度十分不匀,因而大麻原坯布表面粗糙､手感硬挺 ｡加之大麻长期禁止耕种,它的纺纱､织造,特别是后整理工艺路线欠成熟,使得产品一直处于中低档水平｡我们从纤维微观结构和化学组分等方面入手,选用烧碱及其他合适的助剂对大麻织物进行处理,从而探索出一套切实可行的大麻柔软整理工艺｡以此工艺整理大麻织物,可以大大改善织物手感,提高织物光洁度和白度,从而提高产品档次｡
2 碱改性作用原理
大麻织物后整理不能仅仅通过使用柔软剂在织物表面形成润滑层获得柔软的手感,而应该用整理剂深入纤维内部去除木质素,改变大麻纤维的纤维素结构,从根本上解决大麻织物的手感问题｡由于大麻纤维素在水中会吸湿溶胀,故可用NaOH溶液来改善大麻织物的硬挺性能｡其机理是大麻织物在碱作用下,自身纤维形态结构发生变化,改变了纤维素结晶体的晶格｡其结晶度和分子排列的方向性减弱,而分子结构中无定形区增加｡碱液渗入纤维素原纤结构,与微原纤之间的半纤维素和木质素发生作用,并使纤维大分子､原纤､微原纤发生溶胀,削弱它们之间的氢键作用,使聚合度降低,纤维初生壁及纤维间木质素含量降低,从而使纤维本身变得柔顺｡换言之,在纤维素发生溶胀时,NaOH进入纤维内部,一方面使纤维内部微原纤间的木质素在烧碱作用下降解;另一方面,引起大麻纤维剧烈的连续溶胀,即引起大麻纤维晶区或原纤溶胀,使分子结构发生变化;此外,水洗后还会导致结晶度降低,有利于改善大麻纤维织物的手感｡而且,当烧碱（NaOH）浓度超过150 g/L,大麻纤维素会发生不可逆的溶胀,因而可用浓烧碱来改善大麻纤维织物手感｡
3 试验
3.1 试验材料
织物27.8 tex/2×27.8 tex/2×150×
146大麻平纹织物助剂 乳化有机硅油,烧碱（NaOH）,渗透剂（JFC）,水玻璃（Na2SiO3）
3.2 工艺流程
坯布→浸润→碱改性→热水洗→冷水洗→柔软剂整理→水洗→烘干
3.3 测试及评定方法
断裂强力按B3923-83机织物断裂强力和断裂伸长标准在YG（B）026D型织物强力仪上测定｡
折皱弹性按B3918-83纺织织物-以回复角表示折叠试样折痕回复性的标准测定,仪器采用YG（B）541 D一1I型全自动数字式织物折皱弹性仪｡密度按GB4668-84机织物的密度标准测定,仪器采用Y511｡
白度按GB5885-86标准,仪器采用DSBD一1型电子数字白度仪｡
4 结果与讨论
4.1 碱改性工艺条件的选择
4.1.1 烧碱浓度的选择
在4%JFC（ow1）､0.4%Na2SiO3（owf）､浴比1:
20､温度20℃､处理时间15 min的工艺条件下,采用不同浓度的烧碱溶液对大麻织物进行处理,处理后织物性能见表1.
由表1知,随烧碱浓度的提高,织物密度､断裂伸长率以及白度有所增加,但强力下降;而当烧碱浓度增加到180 g/L以上时,强力下降过大,而断裂伸长率和白度增加不明显｡这可能是由于NaOH浓度在150 g/L时,大麻纤维产生了不可逆溶胀,再增加NaOH浓度,对织物性能改善不明显,反而会大大降低织物强力｡综合考虑,确定NaOH浓度在180 g/L左右较合适｡
4.1.2 水玻璃用量的选择
使用水玻璃一方面是为了防止水中重金属离子如Fe3+等在碱性环境下生成锈斑沾污织物表面;另一方面是利用水玻璃吸附大麻中的天然杂质降解生成的有机极性分子,从而提高织物白度｡但水玻璃用量必须适当,且织物在处理后必须充分水洗,才能获得良好的手感,否则会产生不溶性硅垢,尤其遇到硬水或碳酸盐时,会损伤织物物理性能,使手感粗硬｡
Na2SiO3,用量十分重要,它直接影响织物手感和白度｡由表2知,织物手感和白度随Na2SiO3 用量不同存在差异｡Na2SiO3用量较少时,织物白度不理想;随Na2SiO3,用量增加白度有所改善,但增加到0.4%以上
时,白度改善趋于平稳,甚至在用量达到0.8%时,白度反而有所下降｡这主要由于过多的Na2SiO,在水中形成硅垢,沉积在织物表面,使白度下降,手感变得硬挺｡Na2SiO,用量为0.4%时,手感和白度最好,既可防止铁锈沾污,又可防止因Na2SiO,过量而引起的织物手感粗硬｡
4.1.3 时间的选择
在NaOH 180 g/L､JFC 4% ､Na2SiO3 0.4% ､温度20℃和浴比1:
20工艺条件下,对大麻织物处理不同时间,试验结果见表3｡
由表3可知,烧碱作用时间短手感较差,断裂伸长较小;而当时间太长,则织物的强力损失很大,且手感与伸长率并没有明显改善｡根据试验结果确定处理时间为
15 min｡
4.1.4 浴比的选择
在NaOH 180 g/L､.IFC 4% ､
Na2SiO3 0.4% ､温度20℃､处理时间15 min的工艺条件下,采用不同浴比对大麻织物进行处理,结果见表4｡
从表4可以看出,浴比越大,失重率越大,强力损失也越多,但手感也越柔软｡根据试验结果,我们认为采用1:
20的浴比得到的织物综合性能最优｡
4.1.5 温度的影响
在NaOH 180 g/L､JFC 4%､Na2SiO3 0.4%､浴比1:
20､处理时间15 min的工艺条件下,在不同温度下对大麻织物进行处理（见表5）｡
由表5知,温度升高对织物手感影响不大,但织物强力和克重却大幅度降低｡因而在生产中,如果环境温度不是过低,在室温下进行处理即可｡
4.1.6 JFC用量的选择
加入渗透剂JFC可使织物更容易润湿,使化学试剂更容易且均匀地进入织物内部,从而使大麻织物在整理剂中的反应均一｡但JFC用量过多则产生的泡沫过多,影响操作｡确定JFC浓度为4g/L,既达到润湿织物的目的,
又不会产生过多的泡沫｡
4.2 柔软整理的工艺选择
4.2.1 柔软剂用量的选择
在60℃､浴比1:
20工艺条件下,采用不同用量的乳化硅油对大麻织物进行整理,其性能见表6｡
由表6可以看出,柔软剂用量以1O g/L为宜｡这主要是由于柔软剂要以单分子或几个分子层在织物表面均匀分布才能达到最佳效果｡用量过少,柔软剂以单分子润滑层在织物表面分布不完整;过多则又会引起织物表面润滑层厚薄不匀,因而用量要适度｡
4.2.2 温度和时间的选择
处理温度由乳化硅油与纤维素的反应温度决定｡由于乳化硅油的反应温度为60℃,因而处理温度选择60℃｡在60℃､浴比1:
20工艺条件下,不同处理时间测得的织物性能见表7｡
由表7可知,处理时间以60 min较为合适｡时间过短,织物表面的柔软剂单分子润滑层还未完整形成;时间过长,柔软剂润滑层就不是一层而是多层且润滑层分布不匀｡
5 结论
5.1 大麻纤维的改性程度越高,其性能也越优｡通过对各工艺参数的大量试验,总结出最佳工艺条件为:
NaOH 180 g/L､JFC 4%（owf）､Na2SiO3 0.4%（owf）､温度20℃､时间15 min､浴比1:
20｡
5.2 柔软剂整理的处理温度由柔软剂反应温度来决定,其用量和反应时间将影响乳化硅油大分子在织物表面的分布｡通过试验,最佳工艺条件为乳化硅油1Og/L､温度60~C､时间1 h｡实际生产时,可视品种和具体质量要求而定｡向｡同时,聚合物通过反应基团或在端基封闭的异氰酸酯助促进剂作用下与纤维牢固结合｡
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