涤棉混纺织物纳米无氟拒水整理yd17909
陈镇1 赵世显2 黄斌3 卢张延1 (1、湖南工程学院生态纺织材料及染整新技术湖南省高校重点实验室，湖南湘潭411104；2、Nano-Tex Asia Ltd．中国香港；3、苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州215001)
收稿日期：2014-03-27
基金项目：湖南省高校重点实验室开放基金项目(20130101)
作者简介：陈镇(1981-)，男，讲师，博士研究生，主要从事环境友好型染整技术及印染废水处理研究。
原载：现代纺织技术2014/6；18-21
【摘要】采用纳米无氟拒水剂NT-X018对涤棉混纺织物进行整理，以提高其拒水性能。探讨整理液配方、工艺过程对整理后织物拒水性能、断裂强力、透气性、耐久性及手感的影响。结果表明：整理液配方为，拒水剂NT-X018 80g／L、加强剂NT-X628 30g／L、交联剂NT-504M 5g／L、催化剂NT-$228 5g／L、渗透剂OS-603 l.0g／L，浴比1:30，pH4.0左右；采用二浸二轧，预烘条件130℃×2min，焙烘条件160℃×1min，可以达到最佳的拒水整理效果，同时，整理后织物手感基本没有影响，经多次洗涤，拒水等级仍较高，说明该拒水剂的耐久性良好。
【关键词】涤棉混纺织物；拒水整理；纳米无氟整理剂
【中图分类号】TS193．6 文献标志码：A 文章编号：1O09-265X(2014)06-0018-04
当前，纺织染整加工企业所使用的拒水整理剂主要为有机硅类和有机氟类[1-2]。有机硅拒水剂对环境友好、拒水性能优良、柔软平滑、成本低廉，但耐洗性差[3-4]；有机氟整理剂拒水拒油及耐洗性好，但成本稍高，对织物手感有影响[5-6]，且由于PFOS(全氟辛烷磺酰基化合物)和PFOA(全氟辛酸铵)对人体健康和生态环境危害严重，欧盟与OTSIO已分别于2008年和2010年开始严格限制[7-8]。
本文采用美国加州纳米科技公司(Nano-Tex)研发的纳米无氟拒水整理剂对涤棉混纺织物进行拒水整理，探讨其最佳配方、工艺及整理效果。Nano-Tex公司研发的纳米无氟拒水整理剂相比有机硅类和有机氟类具有以下明显优势[9-10]:a)该助剂是一种以阳离子烷基胺和丙烯酸脂聚合物为主要组分的碳氢结构聚合物，不含PFOA、PFOS和APEO(烷
基酚聚氧乙烯醚类化合物)等有害物质，具有更强的使用安全性和环境友好性．b)该助剂为纳米级，经整理后织物表面呈现超强的双疏性，其服用性能更加优越，防水持久性更强，不影响织物手感，适用于棉、化纤等多种纺织材质织物。
1 实验部分
1．1 实验材料、试剂及仪器
1．1．1 实验材料
涤棉混纺织物(65／35，28tex X 28tex，480根／10cm×240根／10cm)。
1．1．2 试剂
纳米无氟拒水剂NT-X018、加强剂N X628、交联剂NT-504M、催化剂NT-$228(Nano-Tex香港有限公司)；渗透剂OS-603(德美化工股份公司)；冰醋酸、洗衣粉(市售)。
1．1．3 主要仪器
LP-400染色试样小轧车、热定型机、YLD-2000电热鼓风干燥器、电子天平(佛山市宏信佳机械制备厂有限公司)；防雨性能测试仪、YG026H型多功能电子织物强力机、YG461E／I型数字式透气量仪(宁波纺织仪器厂)；标准洗衣机(青岛海尔电器有限公司)。
1．2 工艺
1．2．1 实验配方
拒水剂NT-X018 a g／L；
加强剂NT-X628 b g／L；
交联剂NT-504M f g／L；
催化剂NT一$228 5g／L；
渗透剂OS-603 1g／L;
浴比 1:30；
pH(冰醋酸调节) 4.0±0.5。
1．2．2 整理工艺
配液→二浸(2min)二轧(带液率70% ) →预烘→焙烘→水洗→烘干。
1．3 实验方法
1．3．1 配方实验
a)整理剂NT-X018质量浓度对整理效果的影响
设定NT-X628 30g／L，NT-504M 7．5g／L，NT-$228 5g／L，渗透剂lg／L，改变NT-XO18质量浓度： 2O、40、6O、80、100 g／L，预烘条件130℃X 2min，焙烘条件160℃×1min，考察不同NT-XO18质量浓度的影响。
b)加强剂NT-X628质量浓度对整理效果的影响
根据1．3．1a中所确定的整理液配方、工艺及所确定的NT-X018最佳用量，改变NT-X628质量浓度：0、10、20、30、40 g／L，考察NT-X628质量浓度对整理效果的影响。
c)交联剂NT-5O4M 质量浓度对整理效果的影响
根据1．3．1b中所确定的整理液配方、工艺及所确定的NT-X628最佳用量，改变NT-5O4M 质量浓度，0、2．5、5、7．5、10 g／L，考察NT-504M 质量浓度对整理效果的影响。
1．3．2 预烘条件实验
根据1．3．1所确定的最佳整理液配方，固定焙烘条件160℃×1min，改变预烘条件：120℃X 2min、120℃ X3min、130℃ ×2min、130℃ X 3min、140℃×2min，考察预烘条件对整理效果的影响。
1．3．3 焙烘条件实验
根据1．3．1所确定的最佳整理液处方，1．3．2所确定的最佳预烘条件，改变焙烘条件：150℃×1min、15O℃×2min、16O℃× 1min、16O℃× 2min、170℃×1min，考察焙烘条件对整理效果的影响。
1．3．4 耐久性及手感实验
根据上述实验所确定的最佳整理液配方及工艺，对织物进行多次洗涤，烘干，每隔10次测定织物的拒水性能及手感。
1．4 分析与测试
1．4．1 织物拒水性能测试
参照《GB／T14577-1993织物拒水性测定邦迪斯门淋雨法》标准进行测试。
1．4．2 织物拉伸强力测试
参照{GB／T3923-1997纺织品织物拉伸性能实验》标准进行测试。
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强力损失率= |
S0-S1 |
×100% |
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S0 |
其中，S0：未做拒水整理空白样拉伸断裂强力，N;S1：经拒水整理后试样拉伸断裂强力，N。
1．4．3 织物透气性测试
参照《GB／T5453-1997纺织品织物透气性的测试》标准进行测试。
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透气率降低率= |
R0-R1 |
×100% |
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R0 |
其中，R0：未做拒水整理空白样透气率，mm／s；R1：经拒水整理后试样透气率，mm／s。
1．4．4 织物手感评定
采用主观评价法[11]。即“捏、摸、抓、看”，评定织物的滑爽、软糯、丰满、弹性、挺括、身骨和活络等手感特征。采用5级评级法，1级最差，5级最好。
1．4．5 织物的耐久性能测试
参照AATCC124-2001{多次家庭洗烫后织物的表面外观》标准进行洗涤，然后分别测定拒水性能和手感。
2 结果与讨论
经测定，未经拒水整理的涤棉织物空白对照样拒水效果2级，断裂强力1019．8N，透气率488．48mm／s，手感评级3～4级。
2．1 整理液中主要组分质量浓度的影响
根据1．3．1所设计实验方案8，整理剂NT-XO18质量浓度对整理效果的影响测得数据如表1所示。
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表1 NT-X018质量浓度对拒水效果的影响 |
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从表1可知，拒水效果随着拒水整理剂NT-X018质量浓度的增加而增加，当NT-X018质量浓度达到100g／L时，拒水效果为最好5级。但是，随着NT-X018质量浓度的增加，织物的断裂强力也有一定的损失，透气性变差。这是由于当拒水剂NT-X018用量较少时，形成的薄膜不能完全覆盖纤维表面，故拒水效果较差；当拒水整理剂用量达到一定值时，形成的薄膜完全覆盖整个纤维，拒水性增加，但对透气性有不利影响的，同时使纤维间的间隙变小，
纤维断裂的同时性增加，强力下降。故，选择NT-X018最佳质量浓度为80g／L。
取NT-X018质量浓度80g／L，根据1．3．1所设计实验方案b，加强剂NT-X628质量浓度对整理效果的影响测得数据如表2所示。
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表2 NT-X628质量浓度对拒水效果的影响 |
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从表2可知，织物拒水效果随着加强剂NT-X628的质量浓度的增加，拒水等级不断增加，然而断裂强力和透气率却呈不断下降趋势。当加强剂NT-X628质量浓度达到30g／L时，拒水效果均能达到5级，但织物的透气性和断裂强力也进一步降低，当加强剂NT-X628质量浓度达到40g／L时，损失更大，对织物服用性能不利。故，选择NT-X628最佳质量浓度为30g／L。
固定NT-X018质量浓度80g／L，NT-X628质量浓度30g／L，根据1．3．1所设计实验方案C，交联剂NT*5O4M质量浓度对整理效果的影响测得数据如表3所示。
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表3 NT*504M质量浓度对拒水效果的影响 |
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从表3可知，随着交联剂NT-504M 用量的增加，拒水效果得到改善和提高，但同时也对织物的强力和透气性有一定的损失和降低。当交联剂NT-504M用量为10g／L时，织物的拒水效果最好达到5级，但织物透气性、尤其是断裂强力的损失和降低较大(均超过15%)。当交联剂NT-504M用量为5g／L和7．5g／L时，织物的拒水效果都为4-5级，但前者对织物的强力和透气性影响更小。综合考虑，选
择NT-504M 的最佳质量浓度为5g／L。
2．2 预烘条件对整理效果的影响
按1．3．2预烘实验所测数据如表4所示。
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表4 预烘条件对拒水效果的影响 |
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从表4可知，随着预烘温度的升高和预烘时间的增长，拒水等级有所增加，综合考虑能耗及对强力、透气率的影响，选择预烘条件为130℃×2min。
2．3 焙烘条件对整理效果的影响
根据1.3．3焙烘实验，测得数据如表5所示。
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表5 焙烘条件对拒水效果的影响 |
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从表5可知，随着焙烘温度的升高和预烘时间的增长，拒水等级有所增加，温度对织物强力的损伤比较明显，综合考虑能耗及强力、透气率的影响，选择焙烘条件为160℃×lmin。
2．4 耐久性能及手感
根据1．3．4实验内容，对整理后织物进行多次洗涤、烘干，测得洗涤次数对拒水性能及手感影响如表6所示。
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表6 多次洗涤后的拒水性能及手感 |
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从表6可知，织物拒水整理后虽经多次洗涤，但拒水等级仍较高，效果仍较好；同时，也可以看到拒水整理对织物手感影响不大。
3 结论
a)采用纳米助剂在涤棉混纺织物拒水整理的最佳配方：拒水剂NT-XO18 80g／L，加强剂NT-X628 30g／L，交联剂NT-504M 5g／L，催化剂NT-S228 5g／L，渗透剂1．0g／L，浴比1:30，pH4．0左右；最佳工艺：二浸二轧(带液率70% )，预烘温度130℃，预烘时间2min，焙烘温度160℃ ，焙烘时间1min。在此最佳条件下，织物整理后的拒水等级为4～5级。
b)经拒水整理后，织物强力、透气性有一定损伤，对手感影响较小，经多次洗涤，织物拒水等级仍较高，说明采用该拒水剂整理纺织物的耐久性能良好。
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