多功能芳砜纶防护织物的开发yd17705

马军 河北科技大学，河北石家庄050018

收稿日期：2013-12-09

基金项目：石家庄市科技局项目(IOl1939I A)

作者简介：马军(1968-)，男，副教授，主要从事纺织厂空气调节及纺织新产品开发研究

原载：上海纺织科技2014/9；17-20

【摘要】探讨了多功能芳砜纶防护面料的开发。以42 tex芳砜缈芳纶1313赛络混纺纱和纯棉纱为原料.采用方平组织和防撕裂格子组织结构制织了不同规格的芳砜纶混纺织物。经测试，方平组织织物和防撕裂格子织物的平均极限氧指数为25.6％和27.3％，达到了阻燃织物要求。利用HPC-5整理剂和HPC-4交联剂对织物进行拒水拒油整理，以整理剂用量、交联剂用量、焙烘时间为因子进行三因子三水平正交试验。分析结果显示：3个因素对方平组织织物的拒水拒油效果没有明显影响，但整理剂用量和交联荆用量对防撕裂格子织物的拒水效果影响显著，3因素对防撕裂格子织物的拒油效果影响较小。

【关键词】芳砜纶；混纺织物；阻燃性；整理；工艺；开发

【中图分类号】TS106.6 文献标识码：B 文章编号：1001-2044(2014)09-0017-04

随着科技水平的提高，特种行业对服装面料功能性的要求日趋强烈，旅游、运输、产业用布、航空航天、军工等产业迫切需要开发一种能将阻燃、拒水透湿、拒油、防静电等多种功能集于一体的多功能纺织品。芳砜纶，学名聚苯砜对苯二甲酰胺纤维，具有优良的耐热性、热稳定性、高温尺寸稳定性、阻燃性、电绝缘性及抗辐射性，同时具有良好的物理机械性能、化学稳定性和染色性，是开发热防护用品的理想原料。

1 芳砜纶混纺织物的加工

1.1 纱线原料

经纱选用42 tex 60／40芳砜纶／芳纶1313赛络纱，纬纱选用14 tex纯棉普梳纱。对经纱各项性能指标进行测试，测试结果为：断裂强度20.78cN／tex，断裂伸长18.27％，3 mm以上毛羽指数26.46根／m，条干CV值12.79％。

1.2 设计织物规格

设汁织物经纱密度均为300根／l0 cm，纬纱密度分别为215根／10cm、235根／10cm和255根／10cm，织物组织选用二上二下方平组织和防撕裂格子组织，图1、图2分别为两种组织织物的上机图。

图1 为方平织物上机图 图2 防撕裂格子织物上机图

1.3 织物加工工艺流程

织物加工工艺流程为：1332M络筒机→CA39l型单纱上浆机→SW550喇整经机→穿结经→SL8900Evergreen全自动梭织打样机

1.4 织物加工时需注意的问题

为了减少经纱断头，整经速度应偏低掌握；经纱上浆目的是增强减摩，同时贴服毛羽，消除纱线扭结。选用PVA205含量为40％，、LX-6丙烯酸和JX-2丙烯酸浆料含量各为30％的混合浆料，含固率5％，烘房温度保持70℃以上，浆纱速度35 m／min；在织造过程中，为了使梭门清晰，应采用较大的上机张力；为了减少纬纱断头，纬纱张力应偏小掌握。

2 织物阻燃性能测试

织物阻燃性能测试在JF-3型氧指数测定仪上进行，试样大小为l4×5cm，测试布样燃烧5cm自动熄火时的氧指数值，即为极限氧指数。本实验中方平组织和防撕裂格子织物的平均极限氧指数分别为25.6％和27.3 %，已经达到阻燃织物的极限氧指数值23％，

说明两种织物可以达到良好的阻燃效果。

选取氧气浓度29.8％，测试试样损毁长度，测试结果见丧1

表l 氧浓度为29.8％时各试样的损毁长度

表l中数据说明，同一种组织织物，在一定范围内.密度越大，损毁长度越小，阻燃效果也越好；对于同一种密度的织物，不同组织，损毁长度也不同，防撕裂格子织物的损毁长度比方平组织织物小，阻燃效果好。织物的损毁长度与织物的密度有关，密度越大，平方米内阻燃纱线的根数增多，阻燃效果显著，损毁长度减小。

3 整理工艺对织物拒水拒油性能的影响

3.1 拒水拒油整理工艺

采用含氟拒水拒油整理剂HPC-5整理剂和HPC-4交联剂对织物进行处理。以HPC-5整理剂用量、HPC-4交联剂用量、焙烘时间为因子，进行三因子三水平正交试验，正交试验设计见表2。实验中，焙烘温度为180℃。

表2 拒水拒油整理正交试验设计表

3.2 拒水拒油效果测试方法

3.2.1 拒水效果测试方法

拒水测试试剂：蒸馏水，异丙醇试剂。按3 M-Ⅱ-1988测试方法进行拒水效果测试，将异丙醇与蒸馏水以不同体积比混合，分0～l0级，10级为最好，O～10级的水:异丙醇分别为l0:O、9:l、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7、2:8、l:9、O:10。

拒水效果评定:在试样上相距4 cm的3处位置，按级数由低到高滴加直释为5 mm的液滴，1O s 内以3滴中的2滴或以上末湿润为通过.再用高一级别的试液进行试验，直至不通过为止，取最后通过的级别为该织物的拒水等级。

3.2.2 拒油效果测试方法

拒油测试试剂:料酒、调和油、玉米油、花生油、芝麻油、芥末油、大豆油、色拉油。参考A ATCC-ll8-l983拒油测试标准，在25℃条件下，采用DSAl00型液滴形状分析仪以最大起泡法测定日常生活厨房用油的表面张力，自制拒油测试液的表面张力值见表3，

表3 自制拒油测试液体系

根据表3测试液体系，按等级从低到高选取油剂，在试样上相距4 cm的3处位置，滴加直径5mm的液滴，30 s未湿润则通过该级，取最后通过的等级为该织物的拒油等级。

3.3 测试结果与分析

3.3.1 整理效果

未经整理的6种规格织物经测试均没有拒油能力。拒油整理后，织物的拒油效果明显，方平组织织物整理前后的拒油效果对比见图 3。

图3 方平组织织物整理前后拒油效果对比

图3显示，织物未经整理时，油滴扩散，接触角为0°，润湿。织物经整理后，油滴成晶莹的小液珠，可在织物表面滚动，接触角为180°，不润湿。

同一种拒油测试液滴在方平组织织物上，随纬密的增大，测试液滴保持其液滴形状的时间增长，扩散后的渗透液面积减小；在防撕裂格子布组织的织物上也呈上述规律，但比方平织物拒油效果显著，具体表现在拒油测试液扩散后，渗透液面积减小。

3.3.2 测试结果分析

经三因子三水平拒水拒油整理正交试验，拒水拒油测试结果见表4、5，每种织物的优化工艺及整理效果见表6，利用方差分析，3个因子对各种织物拒水拒油效果的影响程度见表7。

表4 方平组织织物不同实验方案下拒水拒油整理效果

由表4看出，整理过程对方平组织织物的拒水拒油效果显著，拒油效果级别都达到了8级，拒水效果级别为5-8级，整理工艺的变化对拒油效果影响不大，对拒水效果有一定影响。

表5 防撕裂格子织物不同实验方案下拒水拒油整理效果

由表5看出，整理过程对防撕裂格子织物的拒水拒油效果显著，确定最优方案时，主要考虑拒水效果，当拒水效果级别相同时，按照整理剂用量、交联剂用量、烘培时间的顺序，选择最小值，作为每种织物的最优工艺。

表6 每种织物拒水拒油整理的优化工艺及整理效果

表7 整理剂用量、交联剂用量和烘焙时间

表中数据及分析结果显示:整理剂用量、交联剂用量和焙烘时间对6种织物的拒油效果影响较小，但整理剂用量和交联剂用量对防撕裂格子织物的拒水效果有一定影响。

4 结语

(1)利用芳砜纶芳纶1313混纺赛络纱和纯棉纱制织的织物极限氧指数能够达到阻燃织物极限氧指数的要求。

(2)选用HPC一5整理剂和HPC一4交联剂对6种规格织物进行拒油整理后，织物的拒油等级均为8级，效果明显。

(3)以整理剂用量、交联剂用量、焙烘时间为因子设计三因素三水平正交试验，三因子对方平组织织物的拒水拒油效果没有明显影响，但整理剂用量和交联剂用量对防撕裂格子织物的拒水效果影响显著，三因子对防撕裂格子织物的拒油效果影响较小。

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