柠檬酸抗皱整理对真丝织物耐洗性影响研究

王晓明 (湖南工程学院化学化工系，湖南湘潭 411104)

收稿日期：2005-01-17

作者简介:王晓明，女，湖南湘谭人，副教授，主要从事染整工艺的教学、织物前处理和后整理的研究

原载：《染整技术》2005/5；5-8

【摘要】研究了柠檬酸(CA)无甲醛抗皱整理工艺对真丝织物耐洗性能的影响。耐洗性能较好的适宜工艺条件为CA7%，次磷酸钠6%，三乙醇胺4%，甲酸8%，焙烘温度170℃，处理2min，适当加少量柔软剂和渗透剂。整理后的真丝织物抗皱性能、耐洗性能得到有效改善，并可保持丝绸原有的风格，

关键词:真丝织物;柠檬酸;无甲醛;抗皱整理;耐洗性能

中图分类号:TS195·55文献标识码:A 文章编号:1005-9350(2005)05-0005-04

丝绸因其柔和的光泽、优良的吸湿性、优异的悬垂性、优雅的外观和优良的舒适性，成为最受人们青睐的高品质纺织原料之一。遗憾的是真丝织物湿弹性低，在家庭洗涤时或在湿态时容易产生折皱，造成使用过程中的诸多不便。真丝织物湿弹性低是纤维结构决定的。丝蛋白与羊毛角蛋白不同，丝蛋白中没有胱氨酸残基，蛋白质分子之间没有化学交联。当纤维吸收水分并膨化时，赋予纤维高度干折皱回复性的聚合物之间的盐键被破坏，没有了在水中不容易被破坏的化学交联，使真丝织物的湿态抗皱性很差。如果在丝纤维结构中引入化学交联，则可以限制丝纤维分子链在水中的相对运动，因而可提高真丝的湿弹性。国内外纺织界进行了许多提高真丝织物抗皱性的研究[l-6]。随着国际范围内对环保的日益重视，用无甲醛整理剂对真丝织物进行抗皱整理，已成为研究的重点。目前研究较多的是用多元羧酸作交联剂，含磷酸的碱金属盐类作催化剂整理织物。最近有关用多元羧酸作交联剂和含磷酸的碱金属盐类作催化剂对棉织物进行非甲醛抗皱整理的研究表明，整理后的棉织物具有耐洗性极好的抗皱 (DP)性，其中最有效的交联剂是1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)，最好的催化剂是次磷酸钠。经BTCA整理后的织物可获得满意的弹性、白度、耐洗性、强力保留值和良好的手感等。但由于BTCA的价格昂贵，它的推广受到限制。人们考虑到用价格与二羟甲基二羟基乙烯脉树脂(DMDHEU)相近的柠檬酸(CA)来代替四元羧酸。目前棉织物用CA进行非甲醛DP整理获得了极大的成功，这引导人们用CA对丝织物进行非甲醛DP整理。本文研究了真丝织物用CA进行抗皱整理其耐洗性能的变化。

1 实验

1·1 实验材料

织物:100%染色真丝双绉。

试剂:1,2,3,4-丁烷四竣酸 (BTCA)、柠檬酸(CA)、次磷酸钠、甲酸、三乙醇胺(TEA)、柔软剂808、渗透剂WC

1·2 设备与仪器

SD均匀轧车、HH-S恒温水浴锅、LLY-OlB电脑控制硬挺度仪、YG-541织物折皱弹性仪、YG-026-2500织物强力仪、D0-101-B电热鼓风干燥箱

1·3 整理工艺

处方:"w/w"(对整理浴质量分数，%)； CA:O-10.5;次磷酸钠:0-9;甲酸:0-8;三乙醇胺:0-6;柔软剂808:0.5ml;渗透剂JFC:5滴

工艺流程:浸轧整理液(二浸二轧，轧余率90%)→预烘 (85℃，3min) →焙烘 (150-190℃，1-4min)→水洗(5O℃，2次) →烘干(85℃，3min)。

1·4 性能测试

(1)折皱回复角 按GB3819-83标准在YG-541织物折皱弹性仪上测定。

(2)耐洗性能:将试样放入含洗涤剂5g/L(浴比1:50)的溶液中，于5O℃洗涤5min，然后用清水冲洗干净，甩干为一次，反复洗涤一定次数后，在85℃条件下烘干，在大气中放置24h后测定织物性能。

2 结果与讨论

2·1抗皱整理机理[7]

BTCA等多元羧酸与纤维大分子依靠酯键交联。一般认为酯化反应分两步进行:

第一步:多元羧酸在高温焙烘条件下，两个相邻羧基脱水成酐。要求处理的多元羧酸两个相邻的羧酸在主链的同侧，以便脱水时易于形成环酐。如果两个羧基在主链的两侧，就不能生成环酐，难以同纤维大分子发生酯化反应。催化剂可以促进环酐的形成。

第二步:酸酐进一步与纤维大分子上的羟基反应生成酯 。由于环酐的活性较高，与纤维大分子上的羟基易发生酯化反应。酸酐和醇或纤维大分子上的羟基的酯化反应，常以弱碱为催化剂。磷酸盐是弱碱性物质，本身又有催化作用，因此多元羧酸和纤维大分子的酯化反应常以磷酸盐类作催化剂。

2·2 CA用量对耐洗性能的影响

表l CA用量对耐洗性的影响

水洗次数 性 能		5次			10次			20次
		干急	干缓	湿缓	干急	干缓	湿缓	干急	干缓	湿缓
CA用量%	0	136	172	164	120	160	138	110	139	120
	3.5	140	198	175	127	179	153	122	154	127
	7	144	222	209	130	191	177	129	178	149
	10.5	131	206	188	119	176	152	114	155	134

注:①未处理(W+T)/(°):干急:138干缓:205湿缓:l87

②次磷酸钠:5.5%，甲酸:8%，三乙醇胺:4%，柔软剂808:0.5ml，渗透剂JFC:5滴;焙烘条件:170℃，2min。

从表1可看出，CA用量对真丝织物折皱回复角的影响较大。CA的用量为7%时，真丝织物的干、湿折皱回复角最大，洗涤性能最好。真丝织物水洗5次后的干、湿回复角下降最为明显;水洗10次、20次后的干、湿回复角下降程度相对较小。当CA的用量低于7%时，折皱回复角随CA用量的增加而增加。这是由于蚕丝聚合物分子链之间的交联程度随CA浓度的增加而增加。但是，当CA浓度太高时，整理剂与纤维之间

的反应太剧烈，以致于在织物表面形成一层较厚的整理层，从而降低了织物的回弹性，所以当CA的用量为10.5%时，干、湿折皱回复角都有所下降。

整理剂和纤维分子产生的共价交联使纤维受外力作用后均匀分配外应力的能力下降，造成应力集中，大分子链更易断裂，所以真丝织物经CA整理后，抗皱性提高，但强力有所下降，综合考虑真丝织物的耐洗性、抗皱性及强力较合适的CA用量是7%。

2·3 次磷酸钠的用量对耐洗性的影响

表2 次磷酸钠的用量对耐洗性的影响

水洗次数 性 能		5次			10次			20次
		干急	干缓	湿缓	干急	干缓	湿缓	干急	干缓	湿缓
次磷酸钠用量%	0	115	170	146	104	155	120	96	141	109
	3	128	188	168	116	168	140	137	155	123
	6	149	210	197	133	187	165	116	176	149
	9	137	195	176	127	173	149	112	159	137

注:①未处理(W+T)/（°）:干急138干缓205湿缓187

②CA:7%，甲酸:7.5%，三乙醇胺:4%，柔软剂808:0.5ml、渗透剂JFC:5滴;焙烘条件170℃3min

从表2可看出，随着催化剂用量的增加，真丝织物的干、湿折皱回复角逐渐增加，其中湿回复角增加较多，耐洗性逐渐下降，这是因为在干态下，真丝织物较高的折皱回复角主要来自于蛋白分子间大量的氢键、盐式键等分子间力。当CA和蛋白分子发生交联反应后，必然会使原来的分子间遭受破坏，大分子抵抗因外力作用时分子间发生相对滑移的 能力下降，所以干折皱回复角增加较少。只有当交联达到某种程度后，其折皱回复性才能达到最大。湿态时，未整理织物纤维大分子间的氢键和盐式键均遭到破坏，抗皱性很差，但经过交联后，由于交联化学键的存在，阻止了分子间的相对滑移，故比未处理织物的抗皱性要好。因为真丝织物不耐碱，催化剂偏碱性，在碱性条件下，肽键发生一定程度的水解，造成纤维强力有所下降，手感变硬，综合考虑织物的干、湿折皱回复角、耐洗性、强力及手感，较适宜的催化剂用量是6%。

2·4 甲酸用量对耐洗性能的影响

表3甲酸用量对耐洗性的影响

水洗次数 性 能		5次			10次			20次
		干急	干缓	湿缓	干急	干缓	湿缓	干急	干缓	湿缓
甲酸用量%	0	120	173	154	111	159	136	100	144	121
	2	138	191	173	123	170	144	109	152	130
	4	142	198	185	124	173	161	118	164	145
	6	140	202	191	125	176	155	121	176	144

注:①未处理(W+T)/（°）:干急138干缓205湿缓187

②CA:7%，次磷酸钠:6%，三乙醇胺:3%，柔软剂808 0.5ml、渗透剂JFC:5滴;焙烘条件170℃，2min。

从表3可看出，在实验范围内，随甲酸的用量增加，真丝织物折皱回复角提高，甲酸用量增至8%，湿态折皱回复角最好。这是因为甲酸可以帮助丝织物溶胀，有助于整理剂更好地向纤维内部渗透，因而交联的位置可以增加，丝绸的折皱回复角提高，其中，湿态折皱回复角提高效果显著。甲酸用量过低，真丝织物耐洗性较差。因此，较合适的甲酸用量 为8%。

2·5 三乙醇胺(TEA)用量对耐洗性能的影响

表4 TEA用量对耐洗性的影响

水洗次数 性 能		5次			10次			20次
		干急	干缓	湿缓	干急	干缓	湿缓	干急	干缓	湿缓
TEA用量%	0	142	206	158	125	181	132	118	170	124
	2	139	203	172	124	180	145	115	165	130
	4	138	204	190	127	186	164	112	173	148
	6	131	190	185	120	173	159	113	158	135

注:①未处理(W+T)/卜):干急138干缓205湿缓187 ②CA:7%，次磷酸钠:6%，柔软剂808 0.5ml、渗透剂JFC:5滴;焙烘条件170℃，2min。

从表4可知，当TEA的用量小于4%时，真丝织物折皱回复角下降比较明显，TEA用量为4%时，耐水洗能力最强，干、湿折皱回复角的下降程度最小，这说明了TEA对织物的耐洗性有改善作用。但当TEA用量超过4%时，改善作用不明显。因为TEA 带有三个羟基，在焙烘过程中，可容许与几个CA分子连结，每个相连的CA均可与丝素分子发生化学键作用，这样在纤维内部就可能会形成三维空间的网状结构，这种结构加强了交联效果。另外，TEA与CA中羟基作用而抑制了CA的脱水反应，避免了乌头酸或衣糠酸的产生。较适合的TEA用量为4%。

2·6 柔软剂与渗透剂对整理效果的影响

本实验虽没讨论柔软剂和渗透剂用量对耐洗性能的影响，但它们在此整理过程中却是充当着很重要的角色。渗透剂是帮助整理剂较好地渗透到纤维的内部，提高整理剂在纤维内部的均匀性，以减少表面整理剂的局部交联现象，改善织物的弹性和手感，减少强力损伤。经抗皱整理后的织物，手感变硬，柔软剂的滑润作用，可减少应力集中现象，还可以提高断裂强力。所以适当加少量柔软剂和渗透剂很有必要，可提高真丝织物的服用性能。

3 结论

用柠檬酸对真丝织物进行无甲醛抗皱整理，其耐洗性较好的适宜工艺为: CA:7%，次磷酸钠:6%，甲酸:8%，三乙醇胺:4%，柔软剂808: 0.5ml，渗透剂JFC: 5滴，在170℃下处理2min，并可保持真丝织物原有的风格。

4 参考文献

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