真丝抗皱整理剂柠檬酸的应用研究zj20101014-3

许磊(苏州经贸职业技术学院,江苏苏州215009)

张蓉(国家丝绸质量监督检验中心,江苏苏州215128)

原载：江苏丝绸2010/2；1-3

 

【摘要】探讨了柠檬酸作为真丝织物抗皱整理剂的应用性能,对助剂用量,焙烘温度,焙烘时间等因素进行了分析,确定了较佳的工艺。工艺条件控制适当,对真丝织物的白度及强力影响较小,并可得到较好的抗皱效果。

【关键词】真丝;柠檬酸;抗皱整理剂

 

真丝织物具有许多优良的特性,例如手感柔软、滑爽、穿着舒适等等。但是,真丝织物的抗皱性能很差,一般要对真丝织物进行抗皱整理,传统的抗皱整理剂一般都有甲醛释放的问题。近年来随着人们健康及环保意识的增强,新型环保抗皱整理剂的研究、应用及开发受到广泛关注,多元羧酸作为传统的N-羟甲基类整理剂的取代品,在棉、麻、粘胶、丝及其棉毛混纺织物抗皱整理中是极具生命力和发展前途的。多元羧酸作为无醛整理剂,与纤维素上的羟基发生酯化反应,使分子间形成酯键交联,从而达到抗皱效果的作用[1]。本文研究了柠檬酸对真丝织物的抗皱整理性能,并讨论了影响柠檬酸抗皱效果的几个因素。

1  实验

1.1  材料、药品及仪器

材料：真丝O3双绉。

药品：柠檬酸(CA)、三乙醇胺(TEA)、次磷酸钠均为分析纯,渗透剂JFC为工业级。

仪器：IINl-450型气压电动轧车,YG541B织物折皱弹性仪, DsBD-1型数字白度仪,YGO26型织物强力机,LA-250型试验用热定形机。

l.2  试验方法

l.2.1  整理工艺

将真丝绸在含有抗皱整理剂的整理液中二浸二轧(浴比1:20,温度30℃),轧余率100%。浸轧后的真丝绸9O℃预烘4min,然后在一定条件下焙烘,60℃热水洗,冷水洗,烘干。

1.2.2  测试方法

(1)白度

把试样叠成4层,在DSBD-1型数字白度仪上测试正反面,取平均值。

(2)折皱回复角(缓弹)

按GB/T3819-1997《纺织品织物折痕回复性的测定》中的垂直法测定,以经+纬表示。

(3)断裂强力

按GB/T3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》测定。

2   实验结果与讨论

2.1  三乙醇胺(TEA)用量对整理效果的影响

表1 不同的三乙醇胺(TEA)用量对整理效果影响

TEA用量%

DWRA/°

WWRA/°

断裂强力/N

白度

0

294

258

289

65.3

3

291

262

291

72.4

4

287

260

294

73.6

5

285

259

297

74.9

6

279

253

298

76.5

8

276

245

303

77.1

 (整理工艺见1.2.1,次磷酸钠4%,JFC 0.1%,柠檬酸浓度8%,焙烘温度170℃,焙烘时间120s)

从表1可知,在同样的焙烘条件下,织物的白度随TEA用量的增加而提高。TEA带有3个羟基，在焙烘的过程中，柠檬酸不仅会与蚕丝纤维蛋白质发生交联反应，而且也会与TEA的3个羟基发生交联反应，TEA所起的架桥作用可容许与几个柠檬酸分子连结，每一个这样相连结的柠檬酸均可与蚕丝分子、染料发生化学键作用，这样在纤维内部就可能会形成三维空间的网状结构，这种结构加强了交联效果。TEA分子中的羟基也与-COOH发生酯化反应，形成了以共价健和纤维相连的低分子量聚酯，从而增加了交联的平均长度，提高了真丝织物的断裂强度。综合各项考虑，最终确定TEA用量为5％。

3.2  柠檬酸浓度对整理效果的影响

固定其他条件，仅改变柠檬酸的浓度，整理后的织物测定其性能，结果见表2。

表2不同CA浓度下整理效果比较

CA用量%

DWRA(°)

WWRA(°)

断裂强力N

白度

2

258

229

305

79.8

4

267

236

301

77.4

6

276

244

299

76.4

8

283

257

294

74.9

10

280

251

291

71.6

12

274

245

284

69.5

原样

239

204

321

83.4

(整理工艺见1.2.1,TEA5%,次磷酸钠4%,JFC 0.1%,焙烘温度170℃,焙烘时间90s)

    由表2可以看出，随着柠檬酸浓度不断增加，干、湿折皱回复角不断增加，而白度及断裂强力则不断下降，但当柠檬酸的浓度超过8％时，随着其用量的增加，折皱回复角反而有所降低。这是因为在高温焙烘下，柠檬酸可通过酯化交联在丝纤维无定形区形成网状结构，通过酯化交联而固着在丝素上的柠檬酸与壳聚糖可发生酰胺化反应，在柠檬酸和丝素之间形成交联，从而提高了折皱回复角。当CA用量太高时，整理剂在织物表面形成了一层较厚的整理层，从而降低织物的回弹性。白度的下降主要是因为在焙烘过程中柠檬酸分子中的羟基和邻位上的氢受热后结合成水脱去，生成了乌头酸，另外有部分失去二氧化碳和水变成了衣康酸。因为乌头酸和衣康酸结构中含有不饱和双键，所以使织物泛黄，柠檬酸用量越大，生成的乌头酸或衣康酸就可能越多，所以白度就越

低。综合考虑折皱回复角、断裂强力及白度，最终确定柠檬酸浓度以8％为宜。

2.3  焙烘温度对整理效果的影响

表3不同焙烘温度下整理效果比较

焙烘温度℃

DWRA(°)

WWRA(°)

断裂强力N

白度

150

263

244

307

78.5

160

274

248

302

77.2

170

286

258

295

75.3

180

288

259

289

73.3

190

291

263

285

68.1

（整理工艺见2.2.1，TEA 5％，次磷酸钠4％，JFC 0.1％，柠檬酸浓度8％，焙烘时间90s)

    由表3可以看出，随着焙烘温度的升高，织物的干、湿折皱回复角增加，白度和断裂强力则下降。这是因为柠檬酸与丝素分子间的酯化交联反应必须要在一定的温度下才能进行[3]，焙烘温度低，会影响整理效果，温度提高，整理效果较好。但温度超过170℃后，织物的泛黄越来越严重，影响织物的白度，而且织物的强力损伤也较大，所以焙烘温度确定为170℃较适宜。

2.4  焙烘时间对整理效果的影响

    改变焙烘的时间，整理后的织物测定结果见表4。

表4不同焙烘时间整理效果比较

焙烘时间s

DWRA(°)

WWRA(°)

断裂强力N

白度

60

274

251

307

78.6

90

282

257

296

75.7

120

289

262

293

74.7

180

291

263

287

71.9

240

295

266

281

67.1

（整理工艺见1.2.1，TEA 5％，次磷酸钠4％，JFC 0.1％，柠檬酸浓度8％，焙烘温度170℃)

    从表4可以看出，随着焙烘时间的延长，折皱回复角有明显的提高，而白度和断裂强力则有较多的下降。焙烘时间90s与120s相比，焙烘时间120s折皱回复角较大，但织物的白度稍差。焙烘时间大于120s时，虽然折皱回复角更大，但其白度和强力下降较大，所以焙烘时间以120s为宜。

4  结语

（1）通过实验得出柠檬酸防皱整理最佳的工艺为：浴比1:20，温度30℃，将真丝绸在含有防皱整理剂的整理液中二浸二轧，轧余率90％左右。浸轧后的真丝绸90℃预烘4min，然后在170℃焙烘120s，60℃热水洗，冷水洗，烘干。其中，柠檬酸浓度8％，TEA5％，IFC 0.1％，次磷酸钠4％。

（2）柠檬酸用于真丝防皱整理，只要工艺条件控制适当，对织物的强度和白度影响较小，生产原料易得且价格较低廉，其中整理剂不含甲醛成分，是一种较有发展前途的环保型抗皱整理剂。

参考文献

[1]陈克宁,新型的无醛防皱整理剂——多元羧酸[J]印染，1996，22(4)；36-39；22(5)：38-41

[2]王蕾，陈克宁，多元羧酸抗皱机理的探讨[J]印染，2002，28(9)；44-47

[3]李维贤等，壳聚糖的柠檬酸溶液用于真丝抗皱的研究[J]印染，200l(11)；5-7

收稿日期：2010-03-02