（紡織工程專業(yè)論文）免燙和阻燃織物在使用過程中功能衰敗的研究.pdf

摘要 摘要 棉纖維制品以其良好的品質(zhì)，被廣泛用于服裝、裝飾和其他領(lǐng)域。而且隨著科技的 發(fā)展，人們研究出了具有多種特殊功能的新型純棉紡織品，其中以免燙、阻燃功能織物 最為常見。大多數(shù)研究者把重點(diǎn)放在織物功能的改善上，但其在實(shí)際使用過程中功能的 衰敗問題卻較少研究。 本文通過大量的實(shí)驗(yàn)，分析研究了免燙、阻燃功能織物在實(shí)際使用過程中功能衰敗 的過程、機(jī)理和規(guī)律。 本文包括免燙和阻燃兩種織物功能衰敗的研究。根據(jù)g b1 7 5 9 1 1 9 9 8 標(biāo)準(zhǔn)測試阻燃 織物損毀長度，用損毀長度增加量表征其阻燃功能的衰??；根據(jù)g b t1 8 8 6 3 2 0 0 2 標(biāo)準(zhǔn) 測試免燙織物折皺回復(fù)角，用緩彈減少量來表征其抗皺功能的衰敗。采用單因素和正交 實(shí)驗(yàn)等分析方法，確定在使用過程中各因素對功能織物功能衰敗的影響程度；采用回歸 分析法，分析阻燃、免燙織物在各因素影響下功能衰敗的規(guī)律；測試織物上整理劑的變 化，采用傅立葉紅外法分析織物功能衰敗的機(jī)理。 研究結(jié)果表明： 1 對p r o b a n 阻燃棉織物而言，經(jīng)過磨損、干洗、氧漂等處理后，損毀長度變化不顯 著，阻燃功能基本不會發(fā)生衰敗；隨水洗次數(shù)的增加，阻燃織物損毀長度呈現(xiàn)線性增加， 織物上阻燃劑含量不發(fā)生變化，阻燃功能略有衰??；氯漂后，由于織物整理劑吸附氯而 引起官能團(tuán)的變化，大大增大了損毀長度，甚至使其完全失去阻燃功能。 2 對b t c a 無甲醛免燙整理棉織物而言，經(jīng)過干洗、漂白處理后，緩彈回復(fù)角降低 較小，交聯(lián)程度基本未見變化，免燙功能的衰敗不顯著；隨磨損、水洗次數(shù)的增加，緩 彈回復(fù)角呈線性下降，免燙功能衰敗明顯；柔軟處理在一定程度上可以提高織物回復(fù)彈 性，增大折皺功能，對緩解免燙織物功能衰敗有積極意義。 本論文的研究結(jié)果對人們?nèi)粘Ｕ_使用功能紡織品及洗滌行業(yè)建立科學(xué)的洗滌方 法提供了一定的理論依據(jù)，同時(shí)對紡織品的耐久性功能整理研究也有一定的指導(dǎo)意義。 關(guān)鍵詞：免燙織物，b t c a ，阻燃織物，p r o b a n ，功能紡織品，功能衰敗 a b s t r a c t a b s t r a c t t h ec o t t o nf i b e rp r o d u c t sa r eu s e di nc l o t h i n g ，d e c o r a t e sa n do t h e rf i e l d se x t e n s i v e l y 、 ，i 1t h e i rg o o dq u a l i t i e s a n dw i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , p e o p l ew o r k o u tn e w t y p ec o t t o nf a b r i c sw i t hm a n yk i n d so fs p e c i a lf u n c t i o n s a m o n gt h e mn o n i r o nf a b r i c a n df l a m er e t a r d a n tf a b r i ca r et h em o s tc o m m o n m o s tr e s e a r c h e r sp u tm o r ee m p h a s i so nt h e i m p r o v e m e n to f t h e i rf u n c t i o n ，b u tl e s so nr h ef u n c t i o nd e c l i n ei nu s i n g t h ea r t i c l er e s e a r c h e st h ec o u r s e ，t h em e c h a n i s ma n dt h el a wo nt h ef u n c t i o nd e c l i n eo f n o n i r o nf a b r i ca n df l a m er e t a r d a n tf a b r i ci nu s i n gt h r o u g hal a r g en u m b e ro f e x p e r i m e n t s t h ea r t i c l ei n c l u d e st h er e s e a r c ho fn o n i r o nf a b r i ca n df l a m er e t a r d a n tf a b r i c i tt e s t e s t h ed a m a g e dl e n g t ho f f l a m er e t a r d a n tf a b r i ca c c o r d i n gt og b1 7 5 9 1 1 9 9 8s t a n d a r d ，s i g n i f i e s f l a m er e t a r d a n td e c l i n ew i mt h ei n c r e m e n to fd a m a g e dl e n g t h i tt e s t e st h ec r i n k l e da n g l eo f r e c o v e r yo fn o n i r o nf a b r i ca c c o r d i n gt o g b t1 8 8 6 3 2 0 0 2s t a n d a r d ，s i g n i f i e sn o n - i r o n f i m c t i o nd e c l i n ew i t ht h er e d u c t i o no fd e l a y e de l a s t i ca n g l er e c o v e r y a b o u tf u n c t i o nd e c l i n e s ， t h ed e g r e ei sc o n f i r m e dt h r o u g ht h ea n a l y t i c a lm e t h o do fs i n g l ef a c t o ra n do r t h o g o n a ld e s i g n ， a n dt h el a wi sa n a l y z e dt h r o u g hr e g r e s s i o na n a l y s i sa b o u te v e r yi n f l u e n c i n gf a c t o ri nt h e c o u r s eo fu s i n ga n dt h em e c h a n i s mi sd i s c u s s e dw i t ht e s t i n gt h ev a r i e t yo ff i n i s h i n ga g e n to n f a b r i ca n df o u r i e rt r a n s f o r mi n f r a r e ds p e c t r o s c o p y t h er e s u l to fs t u d ys h o w s ： 1 a st of l a m er e t a r d a n tc o t t o nf a b r i co fp m b a n ，t h ev a r i e t yo fd a m a g e dl e n g t hi sn o t r e m a r k a b l ea l t e ra b r a d i n g ，d r y - c l e a n i n ga n do x y g e n b l e a c h i n g , a n dt h ef l a m er e t a r d a n td i dn o t c h a n g eb a s i c a l l y t h ed a m a g e dl e n g t hi n c r e m e n ti si nl i n e a rw i t ht i m e so f w a s h i n g ，a n df l a m e r e t a r d a n ta g e n to nf a b r i cc h a n g e dal i t t l e ，f l a m er e t a r d a n td e c l i n e ss l i g h t l y a f t e rc h l o r i n e b l e a c h i n g ，f l a m er e t a r d a n tr e d u c e dg r e a t l ye v e nf a i l u r eb e c a u s ef l a m er e t a r d a n ta g e n to n f a b r i ca b s o f b sc h l o r i n ea n dc a u s e st h ec h a n g eo ff u n c t i o n a lg r o u p 2 a st on o i r o nf a b r i co f b t c a ，t h er e d u c t i o no f c r i n k l e da n g l eo f r e c o v e r yi ss m a l la f t e r d r y c l e a n i n g ，b l e a c h i n g ，a n dt h ed e g r e eo fe r o s s l i n k i n gc o u l d tv a r y , a n dt h en o - i r o nf u n c t i o n d e c l i n e su n r e m a r k a b l y t h ec r i n k l e da n g l eo fr e c o v e r yr e d u c e si nl i n e a rw i t ht i m e so f a b r a d i n ga n dw a t e r - w a s h i n g ，a n dt h ew r i n k l er e s i s t a n c ei sr e d u c e ds t r o n g l y s o f t e n i n gc a n i m p r o v en o i r o nf u n c t i o nt oac e r t a i ne x t e n ta n dh a v et h ep o s i t i v em e a n i n g si na l l e v i a t i n gt h e l a b s 訂a c t f u n c t i o nd e c l i n eo f n o i r o nf a b r i c t h er e s u l to ft h i s a r t i c l ep r o v i d e sat h e o r e t i c a lf o u n d a t i o nf o rp e o p l ei nu s i n gf u n c t i o n f a b r i c sc o r r e c t l yd a i l ya n df o rw a s h i n gt r a d ei ns e t t i n gu pas c i e n t i f i cm e t h o d a tt h es a m e t i m e ，i to f f e r sat h e o r e t i c a lf o u n d a t i o no nt h ed u r a b l ef u n c t i o nf i n i s h i n go f t e x t i l e k e y w o r d ：n o n if o nf a b ric b t c a fia r l l er e t a r d a n tf a b ric ，p r o b a n f u n c to n f a b r i o s f u n e t i o nd e cj i r e i i i 關(guān)于碩士學(xué)位論文使用授權(quán)的說明 論文題目： 本學(xué)位論文作者完全了解大連輕工業(yè)學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論 文的規(guī)定，大連輕工業(yè)學(xué)院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論 文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以將學(xué)位論文的全部 或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等 復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文，并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文 的內(nèi)容相一致。 保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定。 是否保密( 舀) ，保密期至 年月e 1 ) b 止。 學(xué)生簽名：。丞復(fù)復(fù)導(dǎo)師簽名：壹! j ! 受蘭 o 羅年鏟月i 日 第一章緒論 第一章緒論 紡織工業(yè)擔(dān)負(fù)著人類重要的消費(fèi)一衣著的供應(yīng)，又是國家財(cái)政收入的一個(gè)熏要來 源。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對環(huán)境保護(hù)及人類自身生活質(zhì)量的關(guān)心 也增加了，而對紡織品的要求，己由簡單的保暖逐步邁向“現(xiàn)代、美化、舒適、環(huán)?！?。 隨之而來的是具有各種功能的紡織品大量涌入了市場。 服裝的主要功能是阻止人體熱量散失，同時(shí)將人體汗氣經(jīng)服裝排到外面的大氣中。 棉纖維制品因其具有吸濕透氣性好、保暖性強(qiáng)、抗熔性和染色性好、手感柔軟、穿著舒 適等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛的用于服裝、裝飾和其他領(lǐng)域。棉紡織行業(yè)向來肩負(fù)著解決人類穿 著問題的重任，在綠色環(huán)保概念深入人心的今天，天然纖維更是備受人們的青睞。再加 上它的親水性，不產(chǎn)生靜電和舒適的自然感覺，使棉纖維成為適合穿著的優(yōu)良纖維?！? j 但是棉織物的主要缺點(diǎn)是在穿著或洗滌時(shí)很容易起皺，影響服裝的外觀，而且易燃燒， 成為火災(zāi)安全的一大隱患。為此，人們研究出了具有免燙、阻燃等功能的紡織品，以解 決以上問題。 目前，功能整理織物的種類很多，國內(nèi)棉織物的整理主要有免燙整理和阻燃整理， 以及防紫外整理和抗菌整理等，但發(fā)展較成熟，應(yīng)用較廣泛的仍為免燙和阻燃兩種。由 于整理工藝繁多，為了提高功能織物的專業(yè)化、規(guī)范化，國家對功能織物的有關(guān)功能指 標(biāo)制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，見表l l 。由于環(huán)保意識的增強(qiáng)，考慮到織物的實(shí)用性及毒性等 因素，免燙棉織物正逐步以b t c a 類無甲醛整理劑代替2 d 類樹脂，阻燃棉織物也以 p r o b a n 低甲醛、低強(qiáng)損整理為主要發(fā)展趨勢。 表1 一l 阻燃、免燙功能整理織物相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) t a b 1 - 1a s s o c i a t e ds t a n d a r do f f l a m er e t a r d a n tf a b r i ca n dr i o i r o nf a b r i c 國標(biāo)號名稱 g b1 7 5 9 1 1 9 9 8 g b8 9 6 5 1 9 9 8 g b t5 4 5 5 1 9 9 7 g b t5 4 5 4 1 9 9 7 g b ，r1 7 5 9 5 一1 9 9 8 g b ，r1 8 8 6 3 2 0 0 2 g b ，r1 3 7 6 9 9 2 p z n0 1 0 8 0 - 2 0 0 0 阻燃機(jī)織物 阻燃防護(hù)服 紡織品燃燒性能試驗(yàn)垂直法 紡織品燃燒性能試驗(yàn)氧指數(shù)法 紡織品織物燃燒試驗(yàn)前的家庭洗滌程序 免燙紡織品 紡織品耐久壓燙織物經(jīng)家庭洗滌和干燥后外觀的評定方法 樹脂整理織物交聯(lián)程度的測定染色法 第一章緒論 服裝在穿著過程中，主要受到磨擦、洗滌等條件的影響。大量資料顯示，功能紡織 品在使用過程中其功能或多或少都會減弱，甚至完全消失。如免燙棉織物抗皺性降低， 阻燃織物損毀長度增加等，這些現(xiàn)象稱為功能織物的功能衰敗。功能衰敗是織物功能的 負(fù)向變化，是功能織物老化的象征。功能織物功能的衰敗主要是由于穿著、洗滌過程中 纖維的磨損，整理劑的去除、纖維或整理劑自身的分解以及使用條件的影響等。 功能紡織品因其特殊的功能逐漸成為一種時(shí)尚和潮流。商家為了追求利益，在推銷 商品時(shí)有意或無意地過分夸大功能紡織品的功能性和持久性；而人們在關(guān)注服裝各項(xiàng)功 能的同時(shí)，對其在使用過程中是否一直保持其功能及保持的時(shí)問長短存有疑慮。對于這 一點(diǎn)，大多數(shù)紡織研究者只將注意力集中在如何改善功能紡織品的效果等方面，對功能 紡織品在使用過程中功能衰敗的情況研究地還不夠系統(tǒng)和深入。另一方面，相對于功能 整理的發(fā)展，與之相適應(yīng)的洗滌方法等方面研究地還不夠完善，以至人們常常由于不適 當(dāng)?shù)氖褂枚构δ芗徔椘返墓δ芗眲∠陆怠?綜上所述，本文對免燙、阻燃紡織品功能衰敗的基本原因、功能衰敗的規(guī)律以及衰 敗機(jī)理的全面分析具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 1 1 國內(nèi)、國外相關(guān)研究 國外在免燙、阻燃織物功能衰敗方面的研究比較早： 1 阻燃整理織物在洗滌過程中，由于其吸附性對阻燃功能的影響是人們關(guān)心的問題 之一al eb l a n crb 等人研究發(fā)現(xiàn)，p y r o v a t e xc p 整理的棉織物，如洗滌水的總硬度低 于3 4 0 p p m ，以低磷鹽組成的洗滌劑( 含磷為8 7 ) 洗5 0 次，其吸附的鈣離子并不多， 不會嚴(yán)重影響其阻燃性。 經(jīng)p y r o v a t e xc p 阻燃整理的織物，每天進(jìn)入烘箱前，先在常壓潮濕環(huán)境中暴露，又 在1 0 0 下老化3 天，然后經(jīng)損毀長度測試，表明其完全燃燒。另外，經(jīng)4 6 次工業(yè)洗 滌后，失去其阻燃性。經(jīng)p r o b a n 整理的織物可保持其阻燃性，達(dá)到耐工業(yè)洗滌1 0 0 次， 該織物在1 0 0 下加熱達(dá)到1 5 天，其阻燃性也不受影響【3 。 2 英國的n a i rg p 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)錫酸鹽一磷酸鹽阻燃整理的棉織物，在洗滌過程中由 于水中含有鈣鹽和鎂鹽，發(fā)生離子交換，使阻燃劑失效。在洗滌中，各種洗滌劑有含有 c a ”和m g ”，也會降低阻燃效果。為提高洗滌后阻燃效果，進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用 w g ( w a s hg u a r d ) 系統(tǒng)可獲得較好效果。1 4 1 3 美國科學(xué)家h o r r o c k s a r 借助掃描電鏡對洗滌時(shí)水的硬度、鈣離子沉積、阻燃劑 2 第一章緒論 的穩(wěn)定粘接作用等關(guān)系作了詳細(xì)的研究和討論。將p r o b a n 整理阻燃棉織物，分別在不 同洗滌條件，包括過硼酸鈉氧化劑濃度，洗滌劑類型( 如無氧化劑、液體、沸石和過硼 酸鈉混合粉末及磷酸鹽、羧酸鹽和過硼酸鹽的混合粉末) 和水的硬度下，經(jīng)過超過5 0 次以上模擬醫(yī)院方式洗滌，并用垂直燃燒法和極限氧指數(shù)法對阻燃劑系列的耐洗能力 ( 耐久性) 進(jìn)行了評價(jià)。【5 1 4 已知當(dāng)整理發(fā)生水解時(shí)，羥甲基酰胺整理的失去了總甲醛含量，而沒有總含氮量 相應(yīng)的降低。這點(diǎn)表明了免燙功能下降時(shí)，纖維素的部分脫醚化作用影響著交聯(lián)的斷裂， 而并不去除整理劑。美國a n d r e w s b a k 等人采用傅里葉轉(zhuǎn)換紅外分光計(jì)( f t i r ) 測量 織物上整理劑酯化的分?jǐn)?shù)方面即聚羧酸的量，發(fā)現(xiàn)在多次洗滌中酯化作用程度沒有下 降。經(jīng)洗滌后的微不足道的變化，就可以假定b t c a 部分在洗滌中酯交聯(lián)的完全斷裂， 而不是容許保留單鍵的聚羧酸部分的部分?jǐn)嗔?。舊1 國內(nèi)對綏黲免燙、阻燃整疆豹研究開發(fā)嫠步較浚，僵是發(fā)震疆茯； 1 上海市紡織科學(xué)研究院，對阻燃織物上限燃劑性狀、功效及耐洗性能進(jìn)行了研究： 在分輯疆憋裁d s ( c p 類疆燃粥) 碧遴繹維素纖維隧燃往戇戇濺理豹綦疆土，零l 爰掃捺 電子顯微鏡、x 一衍射分析法和常規(guī)的化學(xué)分析手段，研究阻燃劑d s 在整理織物上的 往獲戳及影晌窳洗性畿豹囂素。實(shí)驗(yàn)裹弱，隨蓑疆燃體系夔氮轔蒙予魄夔增熬，毽燃瞧 能也隨之增加，體現(xiàn)出氮磷協(xié)同作用。并且發(fā)現(xiàn)，無論經(jīng)過多少次洗滌實(shí)驗(yàn)，只要織物 上毒一定量懿瓣燃裁囊存裁會髂現(xiàn)塞良睜熬疆燃牲戇。翻琢鯪終光譜法、電予是徽鏡、 x 一衍射分析儀對整理織物上附燃劑量、狀態(tài)和纖維索結(jié)構(gòu)變化情況分析，表明下機(jī)級 耪彝第一次洗滌蓐，存在于織螺上戇飄燃裁百分含量變化較大，雖然長粒闊洗滌，織物 上仍有7 5 以上的有效阻燃劑存在，損毀長度變化不大。阻燃劑結(jié)構(gòu)中反應(yīng)性宙能團(tuán)( n 羥甲鏊) 款含量愈離，則在聰?shù)葪l 譬下用披阻燃劉熬理的織物阻燃耐洗性能愈好。i 7 】 2 浙江工程學(xué)院的汪瀾等人，采用酸堿滴潷和傅暈葉紅外光譜( f t _ i r ) 分析方法， 從多羧演的抗皴效果與璐交聯(lián)以及多羧酸的分子結(jié)構(gòu)與反應(yīng)滔性等關(guān)系，分?jǐn)€磺究了多 羧酸與纖維素纖維的反應(yīng)機(jī)理。下圖l + l 為不問整理晶( n a o h 處理) 的傅里葉紅外光 譜圖。 紹采表明彩羧酸整理品的黼交聯(lián)越多，抗皺性就懣好；多羧酸具有的羧酸越多，轉(zhuǎn) 移到整理品上的羧基就可能越多，反應(yīng)活性就越高，耐洗性也就越強(qiáng)。1 8 1 3 蘇州大學(xué)材料學(xué)院在棉織物多元羧酸整理后強(qiáng)力損傷的研究過穩(wěn)中，采用棉織秘 在7 c a s h p 工作液中浸漬、預(yù)烘、在1 8 0 焙烘2 m i n 后，在5 0 、0 1 m n a o h 溶液 巾 3 第一章緒論 分別浸漬l 、2 、4 、8 、t 5 h ，水洗，晾干后，測試織物的強(qiáng)力保留率和折皺?quán)鯊?fù)角。 結(jié)果表明隨著時(shí)間的增加，織物的強(qiáng)力在2 h 內(nèi)迅速上升，2 h 后逐漸趨向穩(wěn)定，而無論 是急彈還是緩彈，也在2 h 內(nèi)迅速下降，隨著時(shí)間的增加，趨向穩(wěn)定，最后接近空白的 緩彈，織物上的交聯(lián)基本上水解完全【9 l 。 ic a 整理品 i i i a m a 整理品 i i i b t c a 整理品 圖1 1 不同整理品的傅里葉紅外光譜圖 f i g 1 1i n f r a r e ds p e c t r o g r a mf o rd i v e r s i t yf i n i s h i n ga g e n t 通過對大量資料文獻(xiàn)的研究，發(fā)現(xiàn)多數(shù)研究者都把重點(diǎn)放在織物的功能改善方面， 對免燙、阻燃織物功能衰敗的研究也只局限于耐洗等單一方面，在實(shí)際使用過程中各種 因素影響下的衰敗問題研究的還不夠系統(tǒng)和深入。 1 2 本論文研究的主要內(nèi)容 本實(shí)驗(yàn)旨在研究兩種生活中常見的功能紡織品免燙、阻燃織物在磨損、洗滌、 漂白和柔軟等條件下功能衰敗的過程、機(jī)理和規(guī)律，為紡織品的耐久性功能整理研究提 供理論依據(jù)。同時(shí)分析使用過程中不同條件下的作用對功能整理織物功能衰敗的影響， 為洗滌行業(yè)及人們的日常使用提供幫助和指導(dǎo)。 4 第二章功能紡織品功能衰敗的表征及各種作用機(jī)理分析 第二章功能紡織品功能衰敗的表征及各種作用機(jī)理分析 2 1 功能織物功能衰敗的表征及影響因素分析 2 1 1 功能衰敗的表征 衰敗是事物不斷否定自己的過程，是絕對的、必然的。 功能整理織物在使用過程中，不可避免的要經(jīng)過磨損、洗滌，有些織物使用一段時(shí) 期后，還需要進(jìn)行漂白、柔軟，高檔織物甚至需要干洗。此時(shí)，織物處在開放系統(tǒng)中， 與外界發(fā)生物質(zhì)和能量的交換，任何環(huán)境因素和使用條件都可能會誘發(fā)功能的下降，如 免燙織物抗皺性降低，阻燃織物阻燃功能下降等，這些現(xiàn)象稱為功能織物的功能衰敗。 1 免燙織物 根據(jù)g b t1 8 8 6 3 - 2 0 0 2 免燙紡織品，對于免燙織物來說，免燙性即抗皺性主要指 織物在使用中抵抗起皺以及折皺容易回復(fù)的性能。通常用緩彈回復(fù)角表示織物的抗皺回 復(fù)能力。 本實(shí)驗(yàn)采用緩彈回復(fù)角的減少量來表征免燙織物抗皺功能的衰敗。其公式為： 緩彈回復(fù)角減量( ) = 原免燙織物緩彈回復(fù)角( ) 一處理后試樣緩彈回復(fù)角( )( 公式2 1 ) 2 阻燃織物 根據(jù)g b1 7 5 9 1 1 9 9 8 阻燃機(jī)織物，阻燃織物采用損毀長度、續(xù)燃和陰燃時(shí)間表示 阻燃性能。在本實(shí)驗(yàn)的測試過程，多數(shù)結(jié)果中續(xù)燃和陰燃時(shí)間均極短，幾乎為零，因此 實(shí)驗(yàn)只采用經(jīng)向損毀長度的增加量來表征阻燃織物功能的衰敗。 本實(shí)驗(yàn)采用經(jīng)向損毀長度的增量來表征阻燃功能的衰敗。其公式為： 損毀長度增量( c m ) = 處理后試樣損毀長度( c m ) 一原阻燃織物損毀長度( c m )( 公式2 2 ) 2 1 2 影響因素分析 紡織品在使用過程中，通常會受到以下各種因素的作用【1 0 】 1 物理一化學(xué)因素：光線、溫度、濕氣等； 2 力學(xué)因素：摩擦、反復(fù)彎曲、拉伸、壓縮和其他； 5 第二章功能紡織品功能衰敗的表征及各種作用機(jī)理分析 3 生物學(xué)因素：微生物和昆蟲對織物的損傷； 4 綜合因素：一類或幾類因素的綜合作用。 在通常使用過程中，上述因素中的一些如光線、微生物等，一般需要在較特殊條件 或較長的時(shí)間才起作用，一。般認(rèn)為在現(xiàn)代紡織品實(shí)際使用期限內(nèi)對織物功能的影響并不 大。而其中一些因素，如磨損、洗滌、以及漂白等作用包含因素復(fù)雜，作用劇烈，且實(shí) 際生活中使用頻繁，因此成為影響功能整理織物功能衰敗的主要因素。 2 2 使用過程中各種影響因素的作用機(jī)理 2 2 1 磨損處理 織物在使用過程中，由于使用場合不同，會受到各種不同的外界因素的作用，逐漸 降低使用價(jià)值，以致最后損壞。實(shí)踐證明，磨損是使織物損壞的主要原因之一。所謂磨 損，是指織物與另一物體由于反復(fù)摩擦而使織物逐漸損壞。 1 磨損類型 紡織品在穿著過程中，磨損的形式多種多樣，根據(jù)織物試樣在磨損時(shí)的狀態(tài)特征可 有平磨、曲磨、折邊磨、動態(tài)磨與翻動磨等【“】。 2 磨損機(jī)理 磨損時(shí)纖維的受力形式復(fù)雜，纖維往往受到拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切等應(yīng)力綜合作 用。對于磨損機(jī)理，b a c k e r 曾提出三種理論來解釋，即摩擦磨損，切割與纖維抽拔。 通常情況下認(rèn)為，織物在磨損過程中出現(xiàn)的主要破壞形式可有如下四種：纖維疲勞、 纖維從織物中抽出、纖維的切割、表面摩擦磨損【1 3 1 。織物表面受到磨損的示意圖如圖2 1 所示。 圖2 1 織物表面受到磨損的示意圖 f i g2 - 1s k e t c hm a p o ff a b r i cs u r f a c ei na b r a d i n g 6 第二審功能紡織品功能衰敗的表征及備種作用機(jī)埋分析 織物的磨損過程，通常是從突出的其表面的紗線屈曲波峰或線圈凸起弧段的外層開 始，然后逐漸向內(nèi)發(fā)展。當(dāng)組成紗線的部分纖維受到磨損而斷裂后，纖維端豎起，使織 物表面起毛，形成毛羽，隨著磨損的繼續(xù)進(jìn)行，有些纖維的碎屑從織物表面逐漸脫落， 有些纖維從紗線內(nèi)抽出而局部變細(xì)，因此織物變薄，重量減輕，組織破壞，出現(xiàn)破洞。 最后，織物剩余強(qiáng)度的下降，在受到某一突然的較大外力作用時(shí)，發(fā)生嚴(yán)重破壞，以致 喪失繼續(xù)使用的價(jià)值。 由于磨損作用，織物的拉伸變形增大，恢復(fù)能力降低；剪切剛性下降，剪切變形的 恢復(fù)能力降低；彎曲剛性降低，抗彎曲變形能力降低；抗屈曲能力變差。i l 4 j 2 2 2 洗滌處理 織物的洗滌包括水洗和干洗 1 5 】。 2 2 2 1 水洗處理 水洗是以水為載體加以一定的洗滌劑及作用力去除服裝上污垢的過程，對無機(jī)、有 機(jī)鹽都有較強(qiáng)的溶解作用，同時(shí)對碳水化合物、蛋白質(zhì)、低級脂肪酸、醇類等均有良好 的溶解、分散能力。 洗滌劑主要指合成洗滌劑，是多種組分復(fù)配而成的混合物，由表面活性劑及洗滌助 劑組成。根據(jù)不同的洗滌對象，從劑型來分有：粉狀、液狀和膏狀u “。 1 表面活性劑分類：表面活性劑的分類見圖2 2 f 陰離子型表面恬性劑 f 離子型表醋陛劑j 陽；季纛韶性劑 表面括性劑l 兩矗蒜粢 c 非離子型表面括性劑 ( 。2 2 2 啪) ( 一巰水基 。親水基) 圖2 - - 2 表面活性劑分類 f i g 2 2a s s o r t i n go f s u r f a c t a n t 7 第二章功能紡織品功能衰敗的表征及各種作用機(jī)理分析 表面活性劑在家用洗滌劑中主要應(yīng)用于水溶液中【，按基本性質(zhì)可分為潤濕劑( 滲 透劑) 、乳化劑、分散劑、洗滌劑等；按其派生性質(zhì)可分為柔軟劑、勻染劑、抗靜電劑 等。他們分子的結(jié)構(gòu)都是由親水基和疏水基兩部分組成，疏水基部分是碳?xì)浠衔铮?親水基部分是水離子或強(qiáng)的極性基園所組成。因此，按親水基的種類又可分為：陰離子 型、陽離子型、非離子型、兩性型。 實(shí)際洗滌織物用的表面活性劑大部分是陰離子型和非陽離子型的。 2 表面活性劑的作用原理 表面活性劑因其獨(dú)特的兩親結(jié)構(gòu)，具有降低溶液表面張力、在相界上產(chǎn)生正吸附、 形或膠囊等諸多功能，可產(chǎn)生特別的應(yīng)用功效。最主要的包括起泡、消泡、乳化、分散、 增溶、洗滌、潤濕、滲透。 泡沫是氣體分散在液體或固體中的分散體系。乳化是加入第三種成分，使兩互不相 溶的液體形成具有一定穩(wěn)定性的乳液的過程。分散是使固體分子集合體以微小單個(gè)粒子 狀態(tài)分散于液體中的過程。這些都可以看作是一相在另一相的分散，由于表面張力的存 在，都具有不穩(wěn)定性。表面活性劑則通過在兩相界面形成分子膜，通過降低表面張力， 使這些分散體系趨于穩(wěn)定。增溶是由于膠束的存在而使物質(zhì)的溶解度增加的現(xiàn)象。這些 物質(zhì)或溶入膠束的親油基中間，或插于膠束的分子之間，或粘附于膠束的親水基上，從 而使溶解度大增。潤濕和滲透是使液體迅速均勻地浸濕固體的表面或內(nèi)部，這也要表面 活性劑在固液界面發(fā)揮作用。洗凈是上述乳化、分散、增溶、潤濕等作用的綜合結(jié)果。 洗滌過程一般為借助某種介質(zhì)( 水) 、某種化學(xué)物質(zhì)( 洗滌劑) 以減弱污垢與底物 的粘附作用，并施以機(jī)械攪拌，使污垢從底物上分離，懸浮于介質(zhì)中并被沖走。洗滌劑 在洗滌過程中的作用表示如下： ( 1 ) 底物污垢+ 洗滌劑一底物+ 污垢洗滌劑 ( 2 ) 溶解一潤濕一洗脫一乳化一分散一懸浮一排放 許多因素會影響沈滌效果，其中較重要的是：底物的性質(zhì)、污垢的類型、水的組成、 洗滌工藝( 力的投入、洗滌溫度、洗滌時(shí)間) 、洗滌劑的組成。其中洗滌劑及其組分在 洗滌過程中起主要作用。 3 洗滌劑配方1 1 7 j 洗衣粉是我國家用洗滌劑的主要品種之一，市場上洗衣粉的品種琳瑯滿目，但基本 上都出表面活性劑、助洗劑、功能助劑組成?，F(xiàn)在我國市場上流通的無磷加酶洗滌劑配 方主要組成如表2 1 ： 8 第二章功能紡織品功能衰敗的表征及并種作用機(jī)理分析 表2 1 市售無磷加酶洗滌劑配方 ! ! ! ：! ：! ! 竺竺坐! ! ! ! 些! 也! 翌! ：! 墮! ! ! j 2 熙竺! ! 熊! 堡! 坐 成分 含量( 約)成分含量( 約) 4 - 洗衣機(jī)的洗滌機(jī)理 家用洗衣機(jī)的分類方法很多，按洗滌方式分類，可分為攪拌式、波輪式和滾筒式三 種。目前，中國家庭使用較多的為波輪式洗衣機(jī)【1 9 】。 波輪式洗衣機(jī)又稱為渦漩式洗衣機(jī)，是一種依靠旋轉(zhuǎn)波輪產(chǎn)生的洗滌液渦流，帶動 織物在渦流中運(yùn)動，并在洗滌劑的物理和化學(xué)作用下及水流的機(jī)械作用下，使污垢不斷 脫離衣物，達(dá)到洗凈效果的洗衣機(jī) 1 ”。 波輪式洗衣機(jī)主要是依靠水流對衣物的彎曲力和摩擦力來實(shí)現(xiàn)洗凈衣物的目的。由 于洗滌作用，布與布、布與桶壁、波輪間的摩擦力雖對洗凈度的提高有利，但對衣物的 磨損程度也很大，而且，水流的沖擊力和拉伸力對衣物的磨損也有很大影響。彎曲力和 布與水之間的摩擦力是提高洗凈度、限制對衣物磨損率最為理想的機(jī)械力。由于受彎曲 力的作用，衣物發(fā)生扭曲變形，纖維的經(jīng)緯間距也因此而變形，增大纖維間的孔隙，洗 滌劑進(jìn)入孔隙，對留在孔隙內(nèi)的污垢發(fā)生作用，使污垢脫離衣物進(jìn)入洗滌液中，從而達(dá) 到洗滌的目的u 。 2 2 1 2 干洗簸理 干洗懿熬個(gè)過程與東洗卡分椐釹。予澆楚弱嗣特殊洗滌潮靜于洗蘩，在干洗梳中洗 滌衣物的一種去污方式。干洗用的干洗劑主矮是四氯乙烯c 2 c 1 。，用其干洗后去除服裝 上豹污渡擺藏，使衣攜不霉、不薤、不褪色、不超皺、不浚雅，柔軟蓬松。 四氯乙烯具有適中的溶解力，可使油類、脂肪類等物質(zhì)很好地溶解。雖然價(jià)格昂貴， 毽其在菠臻避惹懿囂羧率較嵩，霹愛復(fù)使靂玨6 1 。 干洗的設(shè)備是干洗機(jī)。干洗機(jī)利用干洗劑四氯乙烯去污能力強(qiáng)、揮發(fā)溫度低的特點(diǎn)， 逯避套部羚瓣極攘捧靂洗滌蔽凌、烘于衣物、冷凝強(qiáng)牧洗滌翹，傻浚滌裁達(dá)到鑊強(qiáng)愛復(fù) 9 第二章功能紡織品功能衰敗的表征駛并種作用機(jī)理分析 利用的目的。沾污衣服在干洗機(jī)旋轉(zhuǎn)的流通柄里，經(jīng)于洗溶劑與污垢進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。在 機(jī)械力的作用下，對衣物表面摔打、摩擦、蓬松，使不可溶的污垢脫離衣物，然后經(jīng)過 離心脫油、干燥蒸發(fā)來實(shí)現(xiàn)干洗。 2 2 _ 3 漂白處理 棉布漂白時(shí)所用的漂白劑有氧化型和還原型兩大類。還原型的漂白劑主要有二氧化 硫脲、連二亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等。氧化型的漂白劑有次氯酸鈉、過氧化氫、過硼酸 鈉、過碳酸鈉等。還原型的漂白劑漂白的織物久置空氣中仍會氧化復(fù)色，所以在棉織物 漂白中已不再用川。 2 2 3 1 次氯酸鈉漂白處理 次氯酸鈉制造容易，成本低廉，是目前較廣的一種織物漂白劑。次氯酸鈉分子式為 n a c l 0 ，是一種無色或淡黃色并帶有氯氣臭味的液體。其濃度以有效氯表示( 有效氯是 指次氯酸鹽加酸后出氯的量，是次氯酸鈉的有效成分) ，商品次氯酸鈉溶液有效氯含量 為1 0 1 5 ，此外還會有一定量的n a o h 、n a c i 、及少量n a 2 c 0 3 。次氯酸鈉是強(qiáng)酸 弱堿鹽，在水溶液中會發(fā)生水解使溶液呈堿性。其水解反應(yīng)式如下： n a c l 0 + h 2 0 i h c l 0 + n a + + o h 一 在次氯酸鈉溶液中加入鹽酸，則有次氯酸產(chǎn)生，其反應(yīng)式如下 n a c i o + h c i h c i o + n a c l 若加入過量的鹽酸，則有氯氣生成： h c l 0 + h c i h 2 0 + c 1 2f 由上述反應(yīng)可以看出，次氯酸的的含量隨溶液p h 值的下降而增加。當(dāng)p h 值下降 到5 時(shí)，溶液幾乎全部是次氯酸。當(dāng)溶液的p h 值再下降，氯氣的含量也隨之增加，即 c 1 2 h c i o 的比之增加。當(dāng)溶液由堿性轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝詴r(shí)，次氯酸鈉溶液中的主要物質(zhì)按 n a c l 0 一h c l 0 一c 1 2 轉(zhuǎn)化。所以，商品次氯酸鈉溶液保持堿性，p h 為1 2 左右。 1 漂白原理：次氯酸鈉和棉纖維的色素之間的作用很復(fù)雜。p h 值不同，次氯酸鈉溶 液的組成不同，故產(chǎn)生漂白作用的有效成分不同。當(dāng)溶液由堿性降低到酸性( p h 值 4 ) 時(shí)，溶液中的主要組分為h c l 0 和c 1 2 ；當(dāng)溶液的p h 值降到4 以下時(shí)，溶液中的主要組 分是c 1 2 ，一般認(rèn)為次氯酸鈉的漂白，在不同條件下可能是不同成分再起作用，但漂白 的成分不外乎是h c l 0 和c 1 2 ，而在堿性條件下則可能以h c l 0 為主。h c i o 和c 1 2 都可 0 第二章功能紡織品功能衰敗的表 ：f ：駛再種作用帆理分析 能發(fā)生多種形式的分解，例如： 2 h c l 0 = c 1 2 + h 2 0 h c l 0= c l + h o h c l o + h c l = c l o + h o + c l 。 h c l 0 = c l + + o h h c i o = h c l + 0 】 c 1 2 = c i 一一- c i + 這些分解產(chǎn)物對色素中的某些集團(tuán)有取代作用，對色素分子結(jié)構(gòu)中的雙鍵有加成作 用，此外還可能產(chǎn)生氧化、氯化等作用，從而使色素的共軛雙鍵破壞，達(dá)到消色目的。 反應(yīng)過程如圖2 3 所示。 h 一異+ h o c l h - - c c i o h 第一階段 1 ii i ”“ h ch c ：二cioh：二幸二三：二i三-莖c。+h二二階段 次氯酸鈉對纖維上的其他物質(zhì)，根據(jù)漂白條件的不同，也可以發(fā)生氧化、氯化、加 成等反應(yīng)。含氮物質(zhì)和蠟質(zhì)中的高級脂肪酸，可被氯化成相應(yīng)的氯化氨基酸及脂肪酸的 氯化衍生物。次氯酸鈉對纖維素也有一定的氧化作用，因此嚴(yán)格控制漂白條件，否則將 使纖維受到嚴(yán)重?fù)p失。 2 條件分析：漂液的p h 值、溫度、濃度及漂白時(shí)間均能影響漂白效果。 ( 1 ) 漂液的p h 值：次氯酸鈉溶液不穩(wěn)定，其組分隨p h 值的不同而不同，漂液的 p h 值對纖維的損傷程度隨p h 值的不同而不同【2 2 1 2 3 1 ，如圖2 - - 4 所示。 第二章功能紡織品功能衰敗的表征及各種作用機(jī)理分析 圖2 4 次氯酸鈉漂液的p h 值與漂后棉布強(qiáng)力的關(guān)系 f i g 2 4r e l a t i o n s h i pb e t w e e np ho f n a c l oa n di n t e n s i t yo f b l e a c h e dc o u o n 當(dāng)漂液的p h 值為9 1 1 時(shí)，纖維的損傷程度較小，雖然漂白速度慢一些，但能符 合日常要求，為最適宜。 ( 2 ) 次氯酸鈉濃度：在一定的p h 值和溫度下，隨著漂液中次氯酸鈉濃度的提高， 織物的白度也提高，但二者并不成正比，當(dāng)次氯酸鈉濃度增加到一定程度后，白度的提 高就不明顯，反而對纖維的損傷加劇，同時(shí)浪費(fèi)藥品。一般來說，根據(jù)織物的白度要求、 浴比等條件，濃度一般控制在0 5 1 5 3 o e g l 。 ( 3 ) 漂白時(shí)間：漂白時(shí)問與漂液溫度、次氯酸鈉濃度有關(guān)，應(yīng)綜合各種因素合理 選擇。一般講，漂白時(shí)間短，達(dá)不到漂白要求，但是見過長，不但不能提高白度，反而 降低了纖維的聚合度，使織物的手感發(fā)硬。實(shí)踐證明，2 5 4 5 m i n 為宜。 ( 4 ) 脫氯：漂白后，織物殘留少量的氯，不及時(shí)去除，將使纖維再服用和儲存時(shí) 泛黃并脆損。對某些不耐氯的染料如活性染料，有破壞作用也會引起含氮樹脂整理時(shí)的 吸氯泛黃和氯損。所以需要脫氯。脫氯有還原劑脫氯和硫酸脫氯兩種。a 還原劑脫氯： 常用的有亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、過氧化氫等b 硫酸脫氯：促使布上殘留的次氯酸鈉分 解。 2 2 3 2 過氧化氫( h 2 0 2 ) 漂白處理 過氧化氫( h 2 0 2 ) 是一種無色無味的液體，濃度一般為3 、3 0 、3 5 。它是一 種弱二元酸，性質(zhì)不穩(wěn)定，在水溶液中可按下式電離2 1 1 ： 1 2 第二：章功能紡織品功能衰敗的表征及各種作用機(jī)理分析 h 2 0 2 一h + + h 0 2 。h 0 2 一h + + 0 2 2 由于h 0 2 - 不穩(wěn)定，可按下式進(jìn)行分解： h 0 2 一- o h + 【o 】 2 h 0 2 一2 0 h 。+ 0 2 此外，h 0 2 又是一種親核試劑，具有引發(fā)過氧化氫形成游離基的作用： h 2 0 2 + h 0 2 。+ h o+ h 0 2 + o h h 2 0 2 也可能按下列形式分解：h 2 0 2 2 h o 1 過氧化氫漂白原理 如前所述，過氧化氫的分解產(chǎn)物有h 0 2 、h 0 2 、h o 、o h 。，其中h 0 2 。是漂白的 有效成分，過氧化氫的漂白速度隨p h 值的升高而加快。它可與色素中的雙鍵發(fā)生反應(yīng)， 產(chǎn)生消色作用，也可以通過生成自由基而產(chǎn)生漂白作用。自由基雖有漂白作用，但易損 傷織物，尤其是h o 此外，在有催化劑存在下，h 2 0 2 能分解出0 2 ，它沒有漂白作用， 但如滲透到纖維內(nèi)部，在高溫堿性條件下，將使纖維素氧化而受到嚴(yán)重?fù)p傷，使聚合度、 強(qiáng)力均大大下降。所以，從漂白角度看，我們可以將分解分為兩種類型： ( 1 ) 有效分解：其分解產(chǎn)生對漂白有貢獻(xiàn)的組分h 0 2 ，在漂白過程中，h 2 0 2 受堿 的活化作用，不斷地釋放出h 0 2 。，它不斷地與色素作用，從而完成對織物的漂白。 ( 2 ) 無效分解：其分解產(chǎn)生對纖維有損傷的組分h 0 2 等自由基和0 2 等物質(zhì)。 實(shí)際使用過程中，兩種分解同時(shí)存在，為使h 2 0 2 有效分解，又不浪費(fèi)有效成分和 損傷纖維，商用漂白劑中一般加入穩(wěn)定劑，同時(shí)控制好使用條件，以獲得良好的漂白效 果。 2 漂白條件分析 ( 1 ) 漂液的p h 值：資料顯示，通過大量實(shí)驗(yàn)得出：h 2 0 2 漂液從酸性到弱堿性較 穩(wěn)定，分解率較低，而在堿性較強(qiáng)的條件下，分解率較高，特別是p h 值在1 0 以上更為 明顯；當(dāng)漂液p h 值很低時(shí)，幾乎無漂白作用。當(dāng)p h 值在3 9 之間，織物白度隨p h 值的增大而逐漸提高。p h 值在9 1 1 時(shí)，織物白度達(dá)到最佳水平，進(jìn)一步提高漂液p h 值，織物白度反而有下降趨勢；從織物的強(qiáng)度來看，當(dāng)漂液的p h 值介于3 1 0 的范圍 之間，織物強(qiáng)力較好，變化也不大，p h 值大于1 0 、小于3 時(shí)，織物強(qiáng)力明顯降低。這 可能是h 2 0 2 劇烈分解及酸性水解所致。另外，從對纖維素聚合度的影響來看，發(fā)現(xiàn)漂 液p h 值在3 6 的范圍內(nèi)織物潛力雖較好，但聚合度卻較低，可能存在潛在的損傷。中 和織物的白度、強(qiáng)力、纖維的聚合度和h 2 0 2 的分解率等多種因素，實(shí)際商品漂液的p h 值在1 0 5 1 1 之間。 ( 2 ) 漂白的溫度：在室溫下雙氧水的漂白速度比較緩慢，漂白時(shí)間很長，一般在 】3 第一章功能紡織品功能衰敗的表= | i f 及并種作用機(jī)理分析 9 0 1 0 0 。c 高溫條件下進(jìn)行漂白，分解率達(dá)9 0 。但實(shí)際家庭使用過程中，溫度一般在 4 0 5 0 ，分解率在5 0 左右。 ( 3 ) 漂白的時(shí)間：漂白的時(shí)間與溫度密切相關(guān)，溫度高，反應(yīng)快，時(shí)問短；反之 溫度低，時(shí)間長。 ( 4 ) 雙氧水濃度：雙氧水的濃度一般以既能達(dá)到滿意的白度和去除雜質(zhì)，又能使 纖維損傷較小為原則。實(shí)驗(yàn)得知，一般情況下，雙氧水濃度應(yīng)在2 6 9 l ( 雙氧水以1 0 0 記) 。 2 2 4 柔軟處理 柔軟活性劑以其特有的柔軟、潤滑給予織物以良好的柔軟手感。根據(jù)柔軟活性劑分 子的大小，柔軟機(jī)制可分為兩大類：( 1 ) 中低型油劑分子表現(xiàn)為滲透性潤滑機(jī)制，即油 性分子滲透并分散于織物纖維的表面，減少了纖維分子之間的靜摩擦系數(shù)( u s ) 使織物 變得平滑、柔軟；( 2 ) 有機(jī)硅大分子通過大分子鏈上甲基的定向排列，在織物表面形成 柔軟的表膜，使織物顯示良好的柔性。 洗滌過程中常用的柔軟劑主要有季胺鹽、咪唑衍生物以及有機(jī)硅。相對其他類型的 高分子，有機(jī)硅具有優(yōu)良的生理親和性、透氣性、耐高低溫性以及柔順性等，因而在織 物整理方面獲得廣泛應(yīng)用。常用的有含s i h 鍵的聚甲基硅氧烷( 又名含氫硅油) 、4 一環(huán) 已胺基聚二甲基硅氧烷、4 一環(huán)已胺丁基聚硅氧烷等【2 4 j 。s i h 鍵的聚甲基硅氧烷化學(xué)結(jié) 構(gòu)式如圖2