棉织物拒水拒油硬挺复合整理探讨yd12625

王薇 张勤 许国丽 韩冲    张家港金陵纺织有限公司 江苏苏州 215631

收稿日期：2010-04-25

作者简介：王薇(1984-)女,山东烟台人,硕士研究生,主要从事纺织品功能后整理助剂的研究与染整新工艺的开发

原载：染整技术2010/7；34-36，44

 

【摘要】选取丙烯酸型及三聚氰胺型硬挺剂与含氟防水剂同浴整理棉织物,研究同浴整理对拒水拒油、硬挺整理效果及棉织物强力的影响。发现三聚氰胺型硬挺剂与含氟防水剂同浴整理对拒水拒油及硬挺效果影响不大;丙烯酸型硬挺剂与含氟防水剂同浴整理会严重影响拒水拒油效果,但此类硬挺剂硬挺效果好于三聚氰胺型,因此在对硬挺效果要求高的情况下,可采用两步法整理。

【关键词】含氟防水剂;硬挺;棉织物;同浴整理

【中图分类号】TS195  文献标识码:B  文章编号:1005-935O(2010)07-0034-O3

 

根据织物用途的不同,对织物后整理有不同的要求。硬挺整理广泛应用于衬领、帐篷、床单、被罩、窗帘、箱包、广告布等。硬挺整理是利用一种能成膜的高分子物,即俗称浆料的物质,制成浆液粘附在织物或纱线的表面,干燥后,使织物获得硬挺、平滑、厚实手感的整理方法[1]。硬挺整理剂包括天然浆料和合成浆料两类。其中天然浆料包括淀粉、天然胶类(龙胶、阿拉伯树胶等)、海藻胶类等。合成浆料包括:羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇、乙烯类合成树脂(主要是聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸乙烯酯)、N-羟甲基缩合型树脂(主要是脲-甲醛树脂、醚化三聚氰胺-甲醛树脂等缩合型树脂)[2]。其中天然浆料和羧甲基纤维素虽然具有良好的可降解性,但不耐洗,且整理效果稳定性较差,在生产中已经被淘汰。聚乙烯醇在整理过程中需要高温沸煮,与其它助剂的相容性差[3]。对于一些特殊用途的织物,例如帐篷,窗帘,船用盖布等,不仅要求其具有拒水拒油,而且要求织物挺括,具有厚实感。

在选择与含氟防水剂同浴使用的硬挺剂的过程中,应考虑到离子性、分子量、对织物的吸附、乳液稳定性等。本文选用几种常用的丙烯酸酯类硬挺剂及改性三聚氰胺型树脂整理剂与含氟防水剂同浴整理棉织物,研究在同浴及两浴整理的条件下,不同硬挺剂对拒水、拒油效果的影响及含氟防水剂对硬挺效果的影响。

1   实验部分

1.1  实验材料及仪器

织物：斜纹棉纱卡布(128×6O,210g/m2)

实验药品：含氟防水剂WR-1(自制)、硬挺剂DM-3506(广东德美精细化工有限公司)、硬挺剂DM-3560(广东德美精细化工有限公司)、硬挺剂XJ-807(常州旭杰纺织材料有限公司)、硬挺剂M3(常州旭杰纺织材料有限公司)、环保型硬挺剂LF-8500(临安富能树脂有限公司)、硬挺剂LZ-Y(东阳联众化工有限公司)

实验仪器：UPE1连续式织物热定形机(M-TENDER立式轧车、AS-12震荡水浴锅、YH86型织物沾水度仪、H10K-S双臂万能材料试验机、OCA-40型视频接触角测量仪。

1.2   整理工艺

织物浸轧工作液→一浸一轧(带液率65%-70%,10rpm)→热风烘干(100℃×2min)→焙烘(16O℃×2min)→回潮后测试。

1.3   测试方法及标准

(1)工作液稳定性测试

选取不同类型的硬挺剂,用自来水分别配制WR-1浓度为20g/L,树脂整理剂浓度为100g/L的工作液,室温放置30min,若外观稳定,于振荡机振速3.5的条件下,室温开始2-3℃/min升温,分别于30℃、40℃、50℃下恒温震荡20min,再静置20min,观察初始及不同温度条件下,工作液有无漂油、分层、絮状物或沉淀物生成。

(2)拒水性测试:根据AATCC22-1964标准,采用YH-86型织物沾水度仪进行测试;

(3)拒油性测试:根据AATCC118-1997标准测试织物的拒油性;

(4)接触角测试:采用OCA-40型视频接触角测量仪进行织物与水的接触角测试,水量为6µL,当水滴与织物接触60s后读数。在同一样品的不同位置测量5次,取平均值;

(5)整理后棉织物断裂强力测试:根据国标GB/T3932-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长的测定-条样法》;

(6)整理后棉织物撕破强力测试:根据国标GB/T3917.1-1997《纺织品织物撕破性能第1部分:撕破强力的测定-冲击摆锤法》;

(7)硬挺度测试:根据国标GB/T18318-2001《纺织品织物弯曲长度的测定》;

(8)折皱回复角测试:根据GB/T3819-1997《纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》。

2   结果与讨论

2．1  工作液稳定性测试

工作液稳定性对实际应用具有很重要的意义。由于车间的湿热环境,提高了对同浴整理工作液稳定性的要求。按照1.3(1)的方法测试同浴整理工作液的稳定性。

表1  工作液稳定性测试

硬挺剂

工作液稳定性情况

室温

30℃

40℃

50℃

DM-3506

微乳浊液

微乳浊液

微乳浊液

微乳浊液

DM-356O

微乳浊液

微乳浊液

微乳浊液

白色沉淀

XJ-807

微乳浊液

微乳浊液

微乳浊液

白色沉淀

LZ-Y

微乳浊液

微乳浊液

微乳浊液

微乳浊液

M3

微乳浊液

微乳浊液

白色沉淀

-

LF-8500

微乳浊液

白色沉淀

-

-

硬挺剂DM3506、LZ-Y与WR-1同浴整理工作液稳定性良好,硬挺剂DM-3560、XJ-8O7与WR-1工作液在50℃时会出现白色沉淀;硬挺剂M3与WR1的工作液在温度为40℃时,会出现白色沉淀;硬挺剂LF-8500与WR1兼容性较差,在20℃下震荡半小时即出现沉淀。

2.2  同浴整理对拒水拒油效果的影响

分别选取改性三聚氰胺型树脂M3、LF-8500及丙烯酸酯类硬挺剂DM-3806、DM-3560、XJ-807、LZ-Y与WR1同浴整理棉织物。按照表2中的处方配制工作液,按1.2中的整理工艺对棉织物进行整理,研究同浴整理对拒水拒油效果的影响。

表2  硬挺剂对拒水拒油效果的影响

用量/g/L

1

2

3

4

5

6

7

8

WR-1

20

20

20

20

20

20

20

25

DM-3506

-

100

-

-

-

-

-

-

DM-3560

-

-

100

-

-

-

-

-

XJ-807

-

-

-

100

-

-

-

-

LZ-Y

-

-

-

-

100

-

-

100

M3

/

/

/

/

/

100

/

/

LF/8500

/

/

/

/

/

/

100

/

MgC12

/

/

/

/

/

20

/

/

NH4H2PO4

/

/

/

/

/

/

10

/

拒水性能/分

100

0

0

0

9O

100

100

100

拒油性能/级

5

0

0

0

4

5

5

6

接触角/°

148.8

133.7

131.0

129.7

139.8

145.0

142.7

143.6

注：根据产品推荐用量确定硬挺剂的用量为100g/L

改性三聚氰胺型树脂对拒水拒油效果无显著影响。由于丙烯酸酯类硬挺剂在与含氟拒水整理剂同浴整理织物后,在织物上交联成膜的时候会干扰到含氟拒水整理剂的成膜过程,使得拒水拒油效果显著下降,不适合与含氟拒水整理剂同浴整理。但自交联型丙烯酸酯类硬挺剂LZ-Y对拒水拒油效果影响较小,这可能是由于成膜温度低的缘故。提高含氟拒水整理剂浓度20%,可弥补硬挺剂的加入对拒水拒油效果的影响。总的来说,在与含氟拒水整理剂同浴整理时推荐使用硬挺剂M3或LF-8500。

对于其它丙烯酸酯类硬挺剂采用两步法整理棉织物,用量与表2相同,先进行硬挺整理,再进行拒水拒油整理,测试结果如下表:

表3  两步法丙烯酸酯类硬挺剂对拒水拒油效果影响

序号

拒水性能/分

拒油性能/级

1

100

5

2

100

6

3

90

5

4

100

6

采用两步法,硬挺剂的加入对拒水效果无显著影响,对拒油效果略有提升。同时也可证明同浴整理时丙烯酸酯类硬挺剂确实会干扰拒水拒油整理剂在纤维表面的成膜。

2.3   含氟防水剂对硬挺整理效果的影响

无论是采用一步法还是采用两步法,含氟防水剂的加入都会对硬挺整理效果产生一定的影响。比较含氟防水剂加入前后,硬挺整理效果的差异。其中硬挺剂用量为100g/L,相应催化剂用量为20g/L,按照1.2中的工艺整理棉织物,整理效果测试结果如下表。

表4  硬挺整理测试结果

硬挺剂

抗弯刚度/mN・cm

保持率/%

经向

纬向

断裂强力

撕破强力

经向

纬向

DM-3506

427

288

89.14

103.94

96.34

DM-3560

583

477

100.46

88.96

81.34

XJ-807

644

438

90.02

83.94

80.14

LZ-Y

432

298

88.35

81.95

78.46

M3

242

168

67.65

76.64

70.84

LF-8500

196

138

84.05

97.00

94.30

由上表知,三聚氰胺型硬挺剂整理效果不如丙烯酸酯类硬挺剂。其中以硬挺剂XJ胡07整理效果最好。根据2.2中的测试结果,硬挺剂DM-3506、DM-3560、XJ-807采用两步法,硬挺剂LZ-Y、M3、LF-8500采用一步法,用量与表2相同,按照1.2中的工艺整理棉织物,研究含氟防水剂对硬挺整理效果的影响。

表5合氟防水剂对硬挺整理效果的影响

硬挺剂

抗弯刚度/mN・cm

保持率/%

经向

纬向

断裂强力

撕破强力

经向

纬向

DM-3506+WR-1

378

127

71.39

118.16

115.07

DM-3560+WR-1

401

319

79.79

117.65

126.83

XJ-807+WR-1

458

346

83.63

109.62

102.54

LZ-Y+WR-1

304

174

76.08

126.04

127.18

M3+WR-1

179

108

56.63

99.65

98.19

LF-8500+WR-1

181

126

66.95

128.9

125.58

结果显示,与单纯进行硬挺整理相比,经过拒水拒油硬挺复合整理棉织物的抗弯刚度有所降低,这可能是由于WR-1的加入可能影响到硬挺剂在织物表面的吸附,另外,由于WR-1合成单体中丙烯酸月桂酯的存在,它可赋予织物柔软的手感,使得织物硬挺度有所下降。同时这也是导致织物的撕破强力提高的原因。由于WR1分子可与纤维上的-0H结合,在纤维表面交联,导致分子链段的相对运动受到更大的束缚和限制,在外力的作用下更容易造成应力集中,使得纤维断裂[4-5],降低织物断裂强力。

3    结论

(1)丙烯酸酯类硬挺剂DM-3506、DM-3560、XJ-807不适合与含氟防水剂同浴整理棉织物。可采用两步法,先进行硬挺整理,再进行拒水拒油整理。硬挺整理对拒水拒油整理效果影响不显著,硬挺剂LZ-Y、M3、LF-8500可与含氟防水剂同浴整理棉织物,且对拒水拒油效果影响不显著,可通过提高含氟防水剂浓度来弥补拒水拒油效果的降低;

(2)无论是采用同浴法还是两浴法,与单纯进行硬挺整理相比,WR1的加入均会导致硬挺整理效果出现不同程度的下降,织物断裂强力下降幅度增大,撕破强力有所提高;

(3)与改性三聚氰胺类硬挺剂相比,丙烯酸酯类硬挺剂具有良好的硬挺效果,但其可能会干扰含氟防水剂的成膜过程,因此要慎用。改性三聚氰胺类硬挺剂对拒水拒油效果无显著影响,但由于会释放甲醛,因此对游离甲醛含量有要求的情况下,要注意控制甲醛含量。

4 参考文献

[1] 朱世林.纤维素纤维制品的染整[M]北京,中国纺织出版社,2002;261-263

[2] 程靖环,陶绮雯,染整助剂[M]北京,纺织工业出版社,1985:271-281

[3]翟保京,张瑞军,纯棉织物复合功能整理生产实践[J]2008, 9;11-13

[4]唐育民,染整生产疑难问题解答[M]北京,中国纺织出版社,2004,9;375

[5]P.H.Yen,K.M.Chen.Preparation and Anticrease Propertied of Water-so1ub1e si1icone Modified Po1yester Auxi1iaries for Fabrics in Dyeing Process[J]Journa1 of Po1ymer Research,1999,6(2);133-139