无甲醛防皱整理剂WZ的合成及应用性能yd13718

赵雅琴 河北科技大学 河北 石家庄05O023

收稿日期：2011-1-18

作者简介：赵雅琴(1958-),女,教授,从事印染助剂的开发和研究工作

原载：染整技术2011/6；43-44

【摘要】本文介绍了无甲醛防皱整理剂WZ的合成方法。通过应用性能和物理指标测试,证明该整理剂的整理效果优于2D树脂,完全可以取代2D树脂用于工业生产。

【关键词】无甲醛;棉织物;整理剂;折皱回复角;强力保留率

【中图分类号】TS195.21 文献标识码:B 文章编号:10O5-935O(2011)06-0043-02

1 前言

近年来,人们的服装消费观念正在发生变化,天然纤维织物重新受到人们的青睐。但是,以棉、丝为代表的天然纤维织物,在服用过程中易折皱变形,严重影响织物的外观和形态稳定。为了克服这些缺点,耐久压烫整理已成为天然纤维织物的重要后处理工艺。经整理的织物既保持了天然纤维织物柔软、透气的舒适性,又使服装具有良好的抗皱性,特别是洗涤后不需熨烫即可恢复适宜穿着的平整度。因而深受消费者欢迎。

作为防皱整理剂,80年代以前,主要使用N-羟甲基酰胺类化合物(如2D树脂)。这类整理剂虽然具有很好的防皱效果,但是在整理加工和穿着过程中会释放出对人体和环境有害的甲醛。随着人们的环保、健康意识的增强和对甲醛危害性的逐步了解,各国对纺织品甲醛释放的限制越来越严格,纷纷制定了相应的法律、法规来限制甲醛的释放量。如1992年6月美国职业安全和保健管理局(OSHA)将空气中8小时内甲醛允许量极限平均值从原来1.0ppm降低到0.75ppm,并保留短时期曝露极限为2ppm,以及其作用浓度为0.5ppm。这是1985年以来美国最严格的变动环境法规了。其他国家也都制定相应的限制标准。其中对儿童服装都要求无甲醛释放。因此,降低并完全消除织物的甲醛已成为防皱整理研究的重点。80年代以来在低甲醛和无甲醛防皱整理剂方面世界各国的科技界进行了广泛的研究。从近期研究成果看,主要方法有两种:一种是对N-羟甲基酰胺类化合物进行醚化改性,改性后的2D树脂可大大降低甲醛的释放量,可作为低甲醛树脂整理剂,并且被比较广泛使用,其存在问题是:在防皱整理剂中仍含有甲醛,整理后的织物会因水解而释放甲醛,没有从根本上解决问题。另一种方法是从树脂本身的制造结构上加以解决。在己研究的诸多可能无甲醛防皱整理剂中,丁烷四羧酸(BTCA)被认为是效果最好的,无论DP等级、弹性、白度、耐洗性、强力保留率都令人满意。基本能达到N-羟甲基酰胺类整理剂的水平,完全可以替代传统2D树脂。此防皱整理剂被世界一些发达国家开发使用。我国也在开发此产品。但是它存在着制备过程复杂、价格太昂贵的问题,由此大大限制了其在国内工业上的使用。而其它无醛整理剂则整理效果不能令人满意,而且整理后织物泛黄严重,因此当前最紧迫的任务就是能制备一种不含甲醛、整理后的织物接近N-羟甲基酰胺类整理剂的水平、价格低、生产工艺过程可行、易控制、便于工业生产和大规模应用的无醛整理剂。近年来我们一直从事这方面的工作,并取得了阶段性成果。

2 试验

2.1 原材料和仪器

2.1.1 原材料

药品:环氧氯丙烷、尿素、乙二醛、氢氧化钠、氯化镁等均为分析纯试剂,渗透剂JFC为工业品。

织物:经退浆、煮练、漂自处理的平纹纯棉织物由工厂提供。

2.1.2 仪器

YG(B)541D-I型全自动数字式织物折皱弹性仪、YG(B)026D-250型强力测试仪(温州大荣纺织仪器厂);ZBD型白度仪(温州仪器厂)。

2.2 无甲醛防皱整理剂WZ的合成

将尿素和乙二醛投入带有搅拌器的三口瓶中,开动搅拌,升温至35℃左右,用氢氧化钠调溶液pH为5-5.5,于50℃±1℃下保温反应3h。然后将环氧氯丙烷投入反应液中,充分混合,升温至60℃,同时用氢氧化钠调溶液pH为11左右,保温反应6-7小时,即可得到一种透明、水溶性良好的桔黄色树脂整理剂。

2.3 无甲醛防皱整理剂WZ的应用

织物整理液的基本配方(g/L):

整理剂WZ 80

氯化镁 10

渗透剂 2

整理工艺:将织物浸轧整理液(二浸二轧,轧余率80%)→预烘(100℃,1min) →焙烘(150℃,1min)→整理产品。

2.4 整理织物的性能测试和整理效果

2.4.1 测试方法

按GB/T3819-1997方法,对整理织物的弹性回复角进行测试。

按GB/T3923.1-1997方法,对整理织物的断裂强力进行测试。

用白度仪对整理后织物的白度进行测试。

2.4.2 整理效果

通过对整理后的样品进行物理机械性能测试得到表1数据。

表1 经不同处理后棉织物的物理机械性能

试样	断裂强力保留率/%	折皱回复角(经+纬)/°
未处理织物	100	107.8
经WZ处理	77.4	264.2
经WZ处理后洗5次	78.4	241.0
经WZ处理后洗20次	81.5	214.0
经WZ处理后洗30次	84.1	210.0

从表中数据可知,经WZ处理后的织物折皱回复角得到了很大提高,说明防皱效果非常好。

为了进一步说明WZ整理剂的应用效果,我们用2D树脂作了对比实验,数据见表2。

表2 WZ和2D树脂整理织物的效果比较

试样	拉伸强力/N	强力保留率%	折皱回复角(经+纬)/°	白度/%
未处理织物407.0	100.0	146.4	85.5
经WZ处理	301.0	74.0	272.0	83.2
经2D处理	272.O	66.8	258.2	83.1

注：WZ用量为80g/L催化剂用量10g/L;焙烘条件150℃;时间1min。2D用量为60g/L;催化剂用量20g/L;焙烘条件160℃;时间3min

从表2可知,经WZ处理后的织物无论是强力保留率还是折皱回复角都比2D树脂整理的样品高,白度也相近,证明WZ树脂完全可以取代2D树脂。

3 结论

(1)无甲醛整理剂WZ对棉织物具有优异的抗皱性,其各项物理机械性能都接近或高于有醛的2D树脂,可以取代2D树脂用作棉织物无甲醛抗皱整理剂。

(2)生产WZ树脂所用的原料易得,工艺过程好控制,成本比BTCA(丁烷四羧酸)低,适合工业化生产和应用。