棉织物柠檬酸防皱整理研究yd12213
郑成辉 祁珍明 姚琴 盐城工学院纺织服装学院江苏盐城224051
收稿日期：
作者简介：郑成辉(1975-)男，硕士，讲师，研究方向为纤维改性及纺织品功能整理
原载：染整技术2010/3；23-26
【摘要】研究了无甲醛类防皱整理剂柠檬酸(CA)与纳米二氧化钛、次亚磷酸钠等催化剂对棉织物进行防皱整理。探讨了柠檬酸浓度、催化剂浓度、焙烘温度、焙烘时间以及紫外线照射等因素对整理后棉织物白度、断裂强力和折皱回复性能的影响。结果表明，棉织物二浸二轧(轧余率100％)柠檬酸12％，三乙醇胺4％，次亚磷酸钠6％，二氧化钛0.5％的整理液，
【关键词】棉织物；柠檬酸；二氧化钛；防皱整理
【中图分类号】TS
195.55 文献标识码：B 文章编号：1005-9350(2010)
棉织物以其优异的吸湿性、抗静电性和穿着舒适等优点一直受到人们的青睐，但存在着抗皱性差等缺点，因此防皱整理就显得非常必要[1]。传统的N-羟甲基类树脂防皱整理工艺因存在着甲醛释放等问题逐步受到限制，无甲醛类抗皱整理剂的研究正在受到人们的重视[2-5]。本文将就柠檬酸与次亚磷酸钠、二氧化钛等对棉织物防皱整理方面作一些探讨。
1 试验
1.1 材料
经过退浆、煮练、漂白的纯棉平纹织物
1.2 试剂与仪器设备
柠檬酸、次亚磷酸钠、纳米二氧化钛、三乙醇胺等均为分析纯
PAD-109型气膜式强力压染树脂机，M-6连续式热定形机，Macbeth Color Eye
柠檬酸8％～16％，三乙醇胺4％，次亚磷酸钠0～8％，二氧化钛0～2％。
整理液→二浸二轧(轧余率100％)→预烘(
1.4 性能测试
采用Macbeth
Color Eye
按GB／T3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》测定，并计算断裂强力保留率。
按GB／T3819-1997垂直法测定织物干态折皱回复角。
将整理后的棉织物用
2 结果与讨论
2.1 柠檬酸防皱工艺对织物性能的影响
三乙醇胺4％，次亚磷酸钠4％，二氧化钛1％，柠檬酸浓度8％-16％，织物二浸二轧，
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图1柠檬酸浓度对白度和断裂强力的影响 |
图2柠檬酸浓度对折皱回复性的影响 |
从图1、图2中可以看出，随着柠檬酸浓度的增加，整理织物的断裂强力逐渐降低，白度略有降低，但变化不大，折皱回复角逐渐增加。当柠檬酸浓度超过12％后，折皱回复角增加缓慢，断裂强力下降较快。这是因为柠檬酸浓度提高时，与纤维交联反应更充分，织物折皱回复角提高。但柠檬酸浓度过大时，柠檬酸产生的H+对纤维降解加剧，导致断裂强力下降较快。综合考虑，柠檬酸浓度以12％为宜。
柠檬酸浓度12％，三乙醇胺4％，改变次亚磷酸钠和二氧化钛的浓度(见表1)，配制整理液，织物二浸二轧，
表1催化剂种类与用量
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实验编号 |
A |
B |
C |
D |
E |
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次亚磷酸钠% |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
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二氧化钛% |
12.0 |
1.5 |
1.0 |
0.5 |
0 |
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图3催化剂种类及配比对白度和断裂强力的影响 |
图4催化剂种类及配比对折皱回复性的影响 |
由图3、图4可以看出，整理液中不加次亚磷酸钠只加二氧化钛时(编号A)，整理后织物的防皱效果相当差，说明二氧化钛不能单独作为防皱整理的催化剂。加入二氧化钛后织物的白度有所提高。随着次亚磷酸钠浓度增加，整理织物的折皱回复角及断裂强力保留率提高，当其浓度为6％时，折皱回复角达到最大值，之后下降。这是因为在焙烘中次亚磷酸钠能释放出碱性物质，以中和多元羧酸高温时释放的酸，减轻了对织物的损伤。同时，次亚磷酸钠在高温下能促进多元羧酸的相邻羧基脱水成酐，利于柠檬酸与纤维素分子上羟基的酯化反应，从而使整理织物的防皱性能提高。次亚磷酸钠浓度对白度的影响不大。二氧化钛的浓度增加有利于提高织物的断裂强力保留率，但浓度过大时，整理后织物的防皱效果下降。原因可能是过多的二氧化钛进入到纤维分子的无定形区，促进了交联发生后新形成的化学键断裂，使大分子回复到交联前的位置，降低了折皱恢复性。综合考虑选用6％的次亚磷酸钠和0.5％的二氧化钛配比为宜。
柠檬酸12％，三乙醇胺4％，次亚磷酸钠6％，二氧化钛0.5％，配制整理液并对织物进行整理，二浸二轧，
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图5焙烘温度对白度和断裂强力的影响 |
图6焙烘温度对折皱回复性的影响 |
由图5、图6可以看出，随着焙烘温度的升高，织物的白度和折皱回复角先升高后降低，断裂强力保留率逐渐下降。这是因为焙烘温度越高，相邻羧酸越易脱水形成酸酐，与纤维素分子上羟基发生酯化反应的程度越高，使织物的防皱性得以提高。如前所述，由于柠檬酸呈酸性，高温下与纤维交联的同时，也会导致纤维发生脆化，且部分柠檬酸会失水生成乌头酸，或脱去二氧化碳分予和水生成衣康酸，乌头酸和衣康酸又会进一步反应成糠酸。这三种酸分子内均含有双键，受高温作用，会引起织物泛黄，故焙烘温度愈高，织物强力损失愈大，白度越差。综合各项性能，焙烘温度以
柠檬酸12％，三乙醇胺4％，次亚磷酸钠6％，二氧化钛0.5％，配制整理液并对织物进行整理，二浸二轧，
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图7焙烘时间对白度和断裂强力的影响 |
图8焙烘时间对折皱回复性的影响 |
从图7、图8可以看出，随着焙烘时问的延长，断裂强力下降，白度先升高，当焙烘时间超过120 s后下降明显。整理棉织物的折皱回复角不断增加。这是因为适当的焙烘时间有利于整理剂充分渗透到纤维内部进行，提高多元羧酸与纤维素大分子之间的交联程度，从而提高棉织物的防皱性能。但焙烘时间过长可能会导致棉纤维变脆，织物损伤较大，导致织物的断裂强力下降，白度下降严重。综合考虑，焙烘时间以120 s比较合适。
2.2 紫外线处理工艺对织物性能的影响
柠檬酸12％，三乙醇胺4％，次亚磷酸钠6％，二氧化钛O.5％，织物二浸二轧，
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图11紫外线照射时间对白度和断裂强力的影响 |
图12紫外线照射时间对折皱回复性的影响 |
从图11、图1 2可以看出，紫外线照射时间增加，整理棉织物的白度缓慢增加，断裂强力逐渐变小，折皱回复角则在照射超过10 min后变化较小。这可能是由于在紫外线作用下二氧化钛产生过氧化阴离子(·02-)和羟基原子团(·0H)越多，整理效果越好，10 min反应已基本完全。选用紫外线照射10min为宜。
2.3
整理棉织物的耐洗性能
根据前述试验结果，选定柠檬酸12％，三乙醇胺 4％，次亚磷酸钠6％，二氧化钛O.5％，配制整理液，将样品1和样品2均进行二浸二轧，轧余率100％，
可以看出，与未经处理的试样相比，整理后棉织物缓弹折皱回复角达到220.8°，白度达93.2，随着洗涤次数的增加，整理棉织物的折皱回复角下降，白度下降。经紫外线处理后的样品在洗涤20次后仍具有较高的白度和中等的折皱回复性能。
表2 防皱整理后棉织物的耐洗性能
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白度 |
回复角/° |
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急弹 |
缓弹 |
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1# |
2# |
1# |
2# |
1# |
2# |
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未洗涤 |
90.2 |
93.2 |
192.6 |
211.3 |
198.6 |
220.8 |
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洗5次 |
88.6 |
90.1 |
178.4 |
185.7 |
186.5 |
191.3 |
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洗10次 |
86.3 |
89.2 |
160.3 |
173.1 |
166.4 |
179.6 |
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洗20次 |
85.2 |
88.5 |
151.7 |
160.0 |
157.2 |
165.4 |
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原样 |
84.7 |
132.0 |
162.0 |
|||
3结论
（1）用柠檬酸和纳米二氧化钛、次亚磷酸钠等催化剂对棉织物进行防皱整理，整理后织物的折皱回复角有很大提高，白度和断裂强力保留率较高。
(2)棉织物用柠檬酸、纳米二氧化钛、次亚磷酸钠防皱整理工艺中，经过适当的紫外线处理后再焙烘，织物的白度、折皱恢复性、断裂强力保留等指标均较好，并具有一定的耐洗性。
4
参考文献
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[2]于志财，杜建功，何华玲，柠檬酸一乙二醛在棉织物防皱整理中的应用研究[J]染整技术，2009，31(3)：14-16
[3]韩百连，吴赞敏，无甲醛防皱整理剂的研究进展[J]针 织工业，2006，(9)；1-4
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