含氟拒水整理剂在织物多功能整理中应用性能的研究yd13425

王薇 张勤   张家港市金陵纺织有限公司 江苏苏州215631

收稿日期：2010-12-02

作者简介：王薇(1984-)女,山东省烟台人,在读硕士研究生,主要从事纺织品功能后整理助剂的研究与开发

  原载：染整技术2011/3；26-29

 

【摘要】相对于具有单一功能的纺织品,多功能整理织物更能满足人们生活的需要。通过对助剂的结构及应

用性能进行分析,探讨出可与含氟拒水整理剂同浴使用的柔软剂、硬挺剂、免烫整理剂、阻燃剂及抗静电剂。

【关键词】含氟拒水整理;织物;多功能整理

【中图分类号】TS195.5  文献标识码:B   文章编号:10O5-9350(2011)O3-OO26-04

 

纺织品的后整理不仅可以克服其本身的缺陷,还可以赋予纺织品多功能性,如阻燃、抗静电、抗紫外、防辐射、防污、防风、防雨、防蛀和防霉等。随着经济的发展和社会的进步,具有单一性能的纺织品已经不能满足人们的生活需要和对产品多功能性的要求。纺织品的多功能复合整理技术集两种或多种功能复合于一体,提高了产品的档次和附加值,同时满足了人们的生活需要。

相对于传统的拒水整理剂,含氟拒水整理剂在拒水性、拒油性、耐腐蚀性、防污性等方面均具有无可比拟的优越性。近年来,含氟整理剂受到人们的广泛关注,得到迅速普及,成为当今拒水整理剂的主流产品。目前全世界每年消耗各类有机氟织物整理剂约1万吨[1]。本文采用自制含氟拒水整理剂WR-1,在拒水拒油整理的基础上,研究可与WR-1同浴整理织物的多功能整理剂的结构特征和种类。

1  实验

1.1 实验材料及仪器

织物:纯棉梭织物(560/360根/10cm,110g/m2)、涤纶梭织物(580/290根/10cm,108g/m2)、斜纹棉纱卡布(128×60,210g/m2)。

实验药品:含氟拒水整理剂WR-1(自制)、树脂整理剂PS-14、德美柔SG、抗静电剂DM-3722(德美精细化工股份有限公司)、硬挺剂M3(常州旭杰纺织材料有限公司)、阻燃剂PEKOFLAM DPN、渗透剂PBN(科莱恩化工有限公司)、6MD树脂(上虞市精细化工厂)、MgC12・6H20、尿素、磷酸(国药集团化工试剂有限公司)。

1.2  整理工艺

棉织物:配制工作液→织物一浸一轧(带液率60%,10rpm)→热风烘干(100℃×2min)→焙烘(160℃×2min)→回潮后测试。

涤纶织物:配制工作液→织物一浸一轧(带液率400/0,10rpm)→焙烘(180℃×1min)→回潮后测试。斜纹棉纱卡:配制工作液→织物一浸一轧(带液率65%-70%,10rpm)→热风烘干(100℃×2min)→焙烘(160℃×2min)→回潮后测试。

1.3  测试标准及方法

(1)拒水性测试:根据AATCC22-1964标准,采用YH86型织物沾水度仪进行测试;

(2)拒油性测试:根据AATCC118-1997标准测试织物的拒油性;

(3)折皱回复角测试:根据GB/T3819-l997《纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》;

(4)游离甲醛含量测试:根据国标GB/T2912.1-1998,采用水萃取法来测试纺织品游离甲醛的含量;

(5)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)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)抗静电测试:根据FZ/T01042-1996《纺织材料・静电性能・静电压半衰期的测定》来评价织物的抗静电功能;

(8)阻燃性能测试:根据国标GB/T5455-1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》;

(9)手感评级:从柔软性、丰满感、滑爽感三方面进行手感评级,共分5级,1级最差,5级最佳,见表1。

表1手感评级

5

4

3

2

1

非常好

良好

稍好

稍差

差

2  结果与讨论

2.1  棉织物拒水拒油柔软复合整理

令人舒适的柔软手感是顾客在购买一件纺织品时的决定性依据之一,尤其是棉织物。因此,柔软手感被认为是影响纺织品销售的最重要因素。含氟拒水整理剂在赋予织物良好的拒水拒油效果的同时,对织物的手感并无显著提高,因此,在通常情况下,需同时对织物进行柔软整理。

目前市面上应用较多的柔软剂主要有有机硅类和脂肪酰胺及其衍生物类(软片)。实验发现普通有机硅类柔软剂与含氟拒水整理剂同浴使用时,会导致织物拒水拒油效果显著下降。而脂肪酰胺类柔软剂与含氟拒水整理剂同浴使用时,对织物的拒水拒油效果影响不显著。因此,可选用脂肪酰胺类柔软剂与含氟拒水整理剂对棉织物进行拒水拒油柔软复合整理。

推荐工艺处方如下:

德美柔SG(10%)     20 g/L

WR-1              20 g/L

PBN               3 g/L

pH值             近中性

整理工艺按1.2,与单纯进行柔软整理和拒水拒油整理相比,同浴整理对织物的整理效果无显著影响。测试发现,拒水效果100分,拒油效果4级,手感评级4级。另外,有文献指出[2],亨斯迈公司和石家庄联邦科特公司各推出的一种改性有机硅和脂肪酰胺衍生物的复配产品,也可与含氟拒水整理剂同浴使用。

2.2  棉织物拒水拒油硬挺复合整理

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。目前应用较多的硬挺剂有丙烯酸酯类和三聚氰胺类。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同时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,因此,不适合与含氟拒水整理剂同浴整理。而三聚氰胺类硬挺剂与含氟拒水整理剂同浴使用时,对拒水拒油效果影响不显著。

推荐工艺处方如下:

硬挺剂M3               80 g/L

MgC12・6H20             16 g/L

WR-1                   20 g/L

PBN                    3 g/L

pH值                  近中性

按照1.2中的整理工艺对棉织物进行整理。结果显示,与单纯进行拒水拒油和硬挺整理相比,同浴整理对织物的拒水-拒油、硬挺效果影响不显著。拒水效果100分,拒油效果4级。需要注意的是,三聚氰胺类硬挺剂存在甲醛释放的问题,因此,在使用过程中应加以控制。

2.3 棉织物拒水拒油抗皱复合整理

棉织物具有天然的舒适性和吸湿特性,而且具有可降解性,符合环保要求,一直是深受消费者推崇的环保面料。但是,在具有以上优点的同时,棉织物极易起皱,尺寸稳定性差,因此对棉织物进行免烫整理成为一项必要的工序"。

现在使用较多的防皱整理剂有改性N-羟甲基树脂(DMU、DMEU、2D树脂、TMM等)、多元羧酸类[4]。N-羟甲基型树脂对棉织物具有优良的防皱性能,但会使棉织物机械性能方面发生明显的变化,而且树脂含有游离甲醛和释放甲醛的问题。而多元羧酸类物质,是一种无甲醛类防皱整理剂,例如丁烷四羧酸(BTCA)防皱效果可与2D树脂相媲美,但价格较高。多元羧酸型防皱整理剂由于具有强亲水性基团会显著降低拒水整理效果,因此不适于与含氟拒水整理剂同浴整理织物。

推荐工艺处方如下:

PS-14                   100 g/L

WR-1                    20 g/L

MgCl2·6H2O              20 g/L

PBN                      3 g/L

pH值                     4-5

按照1.2中的整理工艺对棉织物进行整理,结果显示,与单纯进行拒水拒油整理相比,同浴整理对织物的拒水拒油效果无显著影响,拒水效果100分,拒油效果4级,同时可在一定程度上提高其耐洗性。与单纯进行免烫整理相比,同浴整理与织物的交联程度有所提高,折皱回复角略有提高,可达245.7°,游离甲醛含量略有降低。另外,织物的断裂强力下降幅度略有提高,撕破强力下降幅度有所降低。

2.4 棉织物拒水拒油阻燃复合整理

拒水拒油阻燃整理是在阻燃整理的基础上又增加了其拒水拒油性能,使产品服用性能大大提高。既可用于消防、油田、煤炭等行业的工作服,又可为帐篷、窗帘、浴帘、沙发面布、墙布滑雪衫等提供新的功能性面料。目前,市场上棉织物耐久阻燃整理技术主要以N-羟甲基二甲氧基磷酸酯酰胺(MDPA)和四羟甲基磷盐(THPC或THPS)与尿素的预缩物(即Proban)为代表,但后者整理工艺比较复杂,除二浸二轧、烘干、焙烘、水洗外,还要增加氨熏固着和氧化处理二步,且氨气污染环境[5-6],因此,选取MDPA与含氟拒水整理剂进行同浴整理。

推荐工艺处方如下:

阻燃剂PEKOFLAM DPN     200g/L

WR-1                    20 g/L

6MD树脂                80g/L

尿素                    20 g/L

磷酸(85%)               20g/L

PBN                      3g/L

按照1.2中的整理工艺对棉织物进行整理。研究发现,PEKOFLAM DPN具有良好的阻燃效果,可达到GB/T5455-1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》所规定的B1级,与单纯进行阻燃整理相比,同浴整理对织物的阻燃效果影响不显著,损毁炭长在9.5cm左右,游离甲醛含量为63ppm。与单纯进行拒水拒油整理相比,同浴整理对织物的拒水拒油效果无显著影响。

2.5  涤纶织物拒水拒油抗静电复合整理

涤纶纤维因其具有机械强度高、耐磨、耐酸碱、不易霉蛀、化学稳定性好等特点,受到人们的欢迎,但是由于其大分子以共价键结合,极性基团较少,而且晶区结构紧密,导致吸湿性差,公定回潮率很低,这就造成涤纶纤维导电性差、易积聚静电荷,经摩擦易产生静电,且难以逸散[7-8],因此,对涤纶织物需进行抗静电整理。

理论上,抗静电整理会增大纤维表面的吸湿性,这必然会导致织物表面拒水效果的下降;另一方面,拒水拒油整理剂在纤维上沉积,在焙烘的条件下,在纤维表面交联成膜,而疏水疏油的氟烷基定向密集排列在纤维表面,并指向空气层,这样会使织物表面的吸湿性下降,因此抗静电整理与拒水拒油整理存在矛盾。必须通过整理剂的综合作用,找到可与拒水整理剂WR1相容的抗静电剂。

推荐工艺处方如下:

DM-3722           20 g/L

WR-1              20 g/L

PBN                3 g/L

pH值             近中性

按照1.2中的整理工艺对涤纶织物进行整理。结果显示,与单纯进行拒水拒油及抗静电整理相比,同浴整理对织物的拒水拒油效果无显著影响,而抗静电效果略有下降。

3  结论

(1)在棉织物拒水拒油柔软复合整理中,推荐使用脂肪酰胺类柔软剂,如德美柔与含氟拒水整理剂WR-1进行同浴整理。

(2)在棉织物拒水拒油免烫复合整理中,推荐使用N-羟甲基类树脂整理剂,如PS-14与含氟拒水整理剂WR1进行同浴整理。

(3)在棉织物拒水拒油硬挺复合整理中,推荐使用三聚氰胺类硬挺剂M3与含氟拒水整理剂WR-1进行同浴整理。

(4)在棉织物拒水拒油阻燃复合整嘿中,推荐使用以N-羟甲基二甲氧基磷酸酯酰胺为有效成分的耐久性阻燃整理剂,如阻燃剂PEKOFLAM DPN与WR-1对棉织物进行同浴整理。

(5)在涤纶织物拒水拒油抗静电复合整理中,推荐使用阳离子型抗静电剂,如DM3722与含氟拒水整理剂WR-1进行同浴整理。

4  参考文献

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

[3] 王薇,施秋萍,朱泉.含氟拒水整理剂WR-1与防皱整理剂在棉织物上同浴整理探讨[J]印染助剂,2O10,9(27);42

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[6]Weidong Wu, Char1es Q.Yang,Comparison of DMDHEU and Me1amine-Forma1dehyde as the Binding Agents for a Hydroxy-Functiona1 0rganophosphorus F1ame Retarding Agent on Cotton[J]Journa1 of Fire science, 2004, 22(2);125-142

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[8]张治国,尹红,陈志耒.纤维后整理用抗静电剂研究进展[J]纺织学报,2004,25(3);120-124