洗可穿抗皺整理劑,低甲醛洗可穿免燙樹脂,無甲醛防皺整理劑,環(huán)保無甲醛免燙劑,形態(tài)記憶整理樹脂

真絲織物檸檬酸無甲醛抗皺整理的研究王曉明 謝治明 (湖南工程學(xué)院 化學(xué)化工系，湖南湘潭 411104) 摘要研究了檸檬酸(CA)用于真絲織物無甲醛抗皺整理的工藝，以及影響整理效果的主要因素。較佳的工藝條件為:CA7%，次亞磷酸鈉6%，三乙醇胺4%，甲酸8%，焙烘溫度170，處理2min，適當(dāng)加少量柔軟劑和滲透劑。整理后的真絲織物，抗皺性能明顯改善，干折皺回復(fù)角可增加23%，濕折皺回復(fù)角可增加32%，并保持了絲綢原有的風(fēng)格。 關(guān)鍵詞絲織物;檸檬酸;無甲醛防皺整理中圖分類號TS190.644 文獻標(biāo)識碼A 文章編號1003-1308200404-0040-081 引言 絲綢因其柔和的光澤、優(yōu)良的吸濕性、優(yōu)異的懸垂性、優(yōu)雅的外觀和優(yōu)良的舒適性，成為最受人們青睞的高品質(zhì)紡織原料之一。遺憾的是，真絲織物濕彈性低，在家庭洗滌時或在濕態(tài)時容易產(chǎn)生折皺，造成使用過程中的諸多不便。真絲織物濕彈性低是纖維結(jié)構(gòu)決定的。絲蛋白與羊毛角蛋白不同，絲蛋白中沒有胱氨酸殘基，蛋白質(zhì)分子之間沒有化學(xué)交聯(lián)。當(dāng)纖維吸收水分并膨化時，賦予纖維高度干折皺回復(fù)性的聚合物之間的鹽鍵被破壞，沒有了在水中不容易被破壞的化學(xué)交聯(lián)，使真絲織物的濕態(tài)抗皺性很差。如果在絲纖維結(jié)構(gòu)中引人化學(xué)交聯(lián)，則可以限制絲纖維分子鏈在水中的相對運動，因而可提高真絲的濕彈性。國內(nèi)外紡織界進行了許多提高真絲織物抗皺性的研究1-5。隨著國際上對環(huán)保的日益重視，用無甲醛整理劑對真絲織物進行抗皺整理已成為近期研究的重點。目前研究較多的是用多元羧酸作交聯(lián)劑，含磷酸的堿金屬鹽類作催化劑整理織物。最近有關(guān)用多元羧酸作交聯(lián)劑和含磷酸的堿金屬鹽類作催化劑對棉織物進行非甲醛抗皺整理的研究表明，整理后的棉織物具有耐洗性極好的抗皺(DP)性，其中最有效的交聯(lián)劑是1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)，最好的催化劑是次磷酸鈉。經(jīng)BTCA整理后的織物，可獲得滿意的彈性、白度、耐洗性、強力保留值和良好的手感等，但由于BTCA的價格昂貴，其推廣受到限制。人們更多地考慮用與二羥甲基二羥基乙烯脲樹脂(DMDHEU)價格相近的檸檬酸(CA)來代替四元羧酸。目前棉織物用CA進行非甲醛DP整理獲得了較大的成功，這就啟發(fā)人們用CA對絲織物進行非甲醛DP整理。本文研究了真絲織物用CA進行抗皺整理的可行性，優(yōu)化了整理條件和配方，評估了整理后絲織物的性能。2 實驗21實驗材料 織物: 100%染色真絲雙縐 試劑:1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)、檸檬酸(CA)、次亞磷酸、甲酸、三乙醇胺、柔軟劑808、滲透劑JFC。22 設(shè)備與儀器 SD均勻軋車、HH-S恒溫水浴鍋、LLY-OlB電腦控制硬挺度儀、YG-541織物折皺彈性儀、YG-026-2500織物強力儀、D0-101-B電熱鼓風(fēng)干燥箱。23 整理工藝 處方w/w(對整理浴重量的百分比): CA: 0-10.5%;次亞磷酸納:0-9%;甲酸:0-8%;三乙醇胺0-6%;柔軟劑808:2%;滲透劑JFC:O.2%。 工藝流程: 浸軋整理液(二浸二軋，軋余率90%)預(yù)烘(85，3min)焙烘(150-190，1-4min)水洗(50，2次)烘干(85，3min)。24 性能測試241 折皺回復(fù)角 按GB3819-83標(biāo)準(zhǔn)在YG-54l織物折皺彈性儀上測定。242 斷裂強度 按GB3923-83標(biāo)準(zhǔn)在YG-026-2500織物強力儀上測定。243 硬挺度 在LLY-OlB電腦控制硬挺度儀上測定。244 增重率的計算增重率(%)=(整理后織物絕對干重-整理前織物絕對干重)/ 整理前織物絕對干重100% (注:絕對干重是指織物在85下干燥3min后，所稱得的重量。)3 結(jié)果與討論31 抗皺整理機理 BTCA等多元羧酸與纖維大分子依靠酯鍵交聯(lián)。一般認為，酯化反應(yīng)分兩步進行: 第一步:多元羧酸在高溫焙烘條件下，兩個相鄰羧基脫水成酐。要求處理的多元羧酸兩個相鄰的羧酸在主鏈的同側(cè)，以便脫水時易于形成環(huán)酐。如果兩個羧基在主鏈的兩側(cè)，就不能生成環(huán)酐，難以同纖維大分子發(fā)生酯化反應(yīng)。催化劑可以促進環(huán)酐的形成。 第二步：酸酐進一步與纖維大分子上的羥基反應(yīng)生成酯。由于環(huán)酐的活性較高，與纖維大分子上的羥基易發(fā)生酯化反應(yīng)。酸酐和醇或纖維大分子上的羥基的酯化反應(yīng)，常以弱堿為催化劑。磷酸鹽是弱堿性物質(zhì)，本身又有催化作用，因此多元羧酸和纖維大分子的酯化反應(yīng)常以磷酸鹽類作催化劑6,7。 表1 CA用量對整理效果的影響CA（W/W）%干急WRA(W+T)干緩WRA(W+T)濕緩WRA(W+T)增重率斷裂強力(N)硬挺度（cm）0.01472061945.612351.4213.51622292108.892401.598717525725010.772151.76910.516524422911.462081.872未處理1382051870.002601.582注：次亞磷酸鈉5.5%，甲酸8%，三乙醇胺4%，柔軟劑808；2%，滲透劑JFC0.2%,焙烘條件1702min圖1 CA用量對整理效果的影響圖2整理后的斷裂強力曲線圖3整理后的增重率曲線圖4整理后的硬挺度曲線 32 CA用量對整理效果的影響 從表1可看出，CA用量對真絲織物折皺回復(fù)角的影響較大。CA的用量為7%時，真絲織物的干、濕折皺回復(fù)角最大，洗滌性能最好。當(dāng)CA的用量低于7%時，折皺回復(fù)角隨CA用量的增加而增加。這是由于蠶絲聚合物分子鏈之間的交聯(lián)程度隨CA濃度的增加而增加。但是，當(dāng)CA濃度太高時，整理劑與纖維之間的反應(yīng)太劇烈，以致于在織物表面形成一層較厚的整理層，從而減低了織物的回彈性，所以當(dāng)CA的用量為10.5%時，干、濕折皺回復(fù)角都有所下降。 當(dāng)CA的用量低于7%時，真絲織物斷裂強力的降低主要是由添加的化學(xué)品而非CA造成的。8%的甲酸溶液可能會使蠶絲蛋白質(zhì)發(fā)生部分水解，尤其是在高溫焙烘時，導(dǎo)致纖維部分受損。整理劑和纖維分子產(chǎn)生的共價交聯(lián)便纖維受外力作用后均勻分配外應(yīng)力的能力下降，造成應(yīng)力集中，大分子鏈更易斷裂，所以真絲織物經(jīng)CA整理后，抗皺性提高，但強力有所下降，增重率提高。一般而言，織物的增重率越高，剛度越大，柔軟性越差。綜合考慮真絲織物的抗皺性、強力及柔軟性，較合適的CA用量是7%。33次亞磷酸鈉的用量對整理效果的影響 從表2可看出，隨著催化劑用量的增加，真絲織物的干、濕折皺回復(fù)角逐漸增加，其中濕折皺回復(fù)角增加較多，斷裂強力逐漸下降，增重率及硬挺度值逐漸增大。這是因為在干態(tài)下，真絲織物較高的折皺回復(fù)角主要來自于絲蛋白分子間大量的氫鍵、鹽式鍵等分子間力。當(dāng)CA和蛋白質(zhì)分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)后，必然會使原來的分子間力遭到破壞，大分子抵抗因外力作用時分子間發(fā)生相對滑移的能力下降，所以干折皺回復(fù)角增加較少。只有當(dāng)交聯(lián)達到某種程度后，其折皺回復(fù)性才能達到最大。表2 次亞磷酸鈉用量對整理效果的影響甲酸（W/W）%干急WRA(W+T)干緩WRA(W+T)濕緩WRA(W+T)增重率斷裂強力(N)硬挺度（cm）01402081954.332231.65031522262186.082071.77961742532507.792011.812916323223210.121941.964未處理1382051870.002601.582注：CA 7%，甲酸7.5%，三乙醇胺4%，柔軟劑808；2%，滲透劑JFC0.2%,焙烘條件1702min 圖5 次亞磷酸鈉用量對整理效果的影響圖6 整理后的斷裂強力曲線圖7 整理后的增重率曲線圖8 整理后的硬挺度曲線濕態(tài)時，未整理織物纖維大分子間的氫鍵和鹽式鍵均遭到破壞，抗皺性很差，但經(jīng)過交聯(lián)后，由于纖維中交聯(lián)化學(xué)鍵的存在，阻止了分子間的相對滑移，故比未處理織物的抗皺性要好。此外，真絲屬于蛋白質(zhì)纖維織物，蛋白質(zhì)大分子在堿性條件下會發(fā)生一定程度的水解，造成纖維強力下降，而催化劑偏堿性，因此，隨著催化劑用量的增加，真絲織物的斷裂強力逐漸下降，柔軟性變差。綜合考慮織物的干、濕折皺回復(fù)角，強力及手感，較適宜的催化劑用量是6%。34甲酸用量對整理效果的影響 表3 甲酸用量對整理效果的影響甲酸（W/W）%干急WRA(W+T)干緩WRA(W+T)濕緩WRA(W+T)增重率斷裂強力(N)硬挺度（cm）01472131982.582111.68521652302194.371971.77441712382376.191841.75181752502478.281751.833未處理1382051870.002601.582注：CA 7%，次亞磷酸鈉6%，三乙醇胺4%，柔軟劑808；2%，滲透劑JFC0.2%,焙烘條件1702min圖9 整理后的斷裂強力曲線圖10 整理后的增重率曲線圖11整理后的硬挺度曲線從表3可看出，在實驗范圍內(nèi)，隨著甲酸用量的增加，真絲織物折皺回復(fù)角提高，斷裂強力下降，增重率及硬挺度值有所增大。甲酸用量增至8%時，濕態(tài)折皺回復(fù)角最好。這是因為甲酸可以幫助絲織物溶脹，有助于整理劑更好地向纖維內(nèi)部滲透，因而交聯(lián)的位置可以增加，絲綢的折皺回復(fù)角提高，其中，濕態(tài)折皺回復(fù)角提高效果顯著。斷裂強力隨甲酸用量的增加而有所下降，可能是由于甲酸在高溫焙烘時使絲素蛋白質(zhì)發(fā)生部分水解，導(dǎo)致纖維部分受損。因此，較合適的甲酸用量為8%。3.5 三乙醇胺(TEA)用量對整理效果的影響表4 TEA用量對整理效果的影響TEA（W/W）%干急WRA(W+T)干緩WRA(W+T)濕緩WRA(W+T)增重率斷裂強力(N)硬挺度（cm）01732512034.121691.75121692472215.572181.63541702502457.952001.85461582292368.341952.014未處理1382051870.002601.582注：CA 7%，次亞磷酸鈉6%，甲酸8%，柔軟劑808；2%，滲透劑JFC0.2%,焙烘條件1702min圖l2 TEA用量對整理效果的影響圖13 整理后的斷裂強力曲線圖14 整理后的增重率曲線圖15 整理后的硬挺度曲線從表4可知，當(dāng)TEA的用量小于4%時，真絲織物干折皺回復(fù)角的大小隨TEA用量增加而增大；但當(dāng)TEA用量超過4%時，干折皺回復(fù)角隨TEA用量增加而減小，織物的濕折皺回復(fù)角隨TEA用量的增加而增大。這是因為TEA帶有三個羥基，在焙烘過程中，可容許與幾個CA分子連結(jié)，每個相連的CA均可與絲素分子發(fā)生化學(xué)鍵作用，這樣在纖維內(nèi)部就可能會形成三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)加強了交聯(lián)效果。另外，TEA與CA中羥基的作用抑制了CA的脫水反應(yīng)，避免了烏頭酸或衣糠酸的產(chǎn)生。36 柔軟劑與滲透劑對整理效果的影響 本實驗雖沒對柔軟劑和滲透劑用量的影響進行深入的探討，但它們在此整理過程中卻是充當(dāng)著很重要的角色。滲透劑是幫助整理劑較好地滲透到纖維的內(nèi)部，提高整理劑在纖維內(nèi)部的均勻性，以減少表面整理劑的局部交聯(lián)現(xiàn)象，改善織物的彈性和手感，減少強力損傷。經(jīng)抗皺整理后的織物，手感變硬，柔軟劑的滑潤作用，可減少應(yīng)力集中現(xiàn)象，還可以提高斷裂強力。所以適當(dāng)加少量柔軟劑和滲透劑是很有必要的。37 焙烘條件對整理效果的影響焙烘條件是影響真絲織物外觀的主要因素。表5是不同焙烘條件下真絲織物整理后性能指標(biāo)。從表5可知，在170以下，折皺回復(fù)角隨著焙烘溫度和時間的增加而增加；在170-190范圍內(nèi)，焙烘溫度越低，折皺回復(fù)角越大；表5 焙烘條件對整理效果的影響焙烘條件(min)干急WRA(W+T)干緩WRA(W+T)濕緩WRA(W+T)增重率斷裂強力(N)硬挺度（cm）15021462252214.332351.61215041582382305.982231.63417021702532478.482091.71117041662522428.321941.85919011652472408.081691.88719021472212187.891551.964未處理1382051870.002601.582注：CA7%，次亞磷酸鈉6%，甲酸8%，三乙醇胺4%，柔軟劑808；2%，滲透劑JFC0.2%圖17整理后的斷裂強力曲線圖18整理后的增重率曲線圖19 整理后的硬挺度曲線超過170后，焙烘溫度越高，時間越長，折皺回復(fù)角下降程度越大。隨著焙烘溫度的提高、時間的延長，斷裂強力下降趨勢加大，硬挺度逐漸提高，織物的褪色加重，柔軟性降低，手感變差，脆損明顯。170焙烘2min的織物，其增重率大于19O焙烘2min的織物，可能是由于檸檬酸在190以上時熱穩(wěn)定性較低，190時檸檬酸的分解降低了整理的效果。綜合考慮真絲織物的各項性能，較適宜的焙烘條件是170處理2min。4 結(jié) 論 用檸檬酸對真絲織物進行無甲醛抗皺整理的較佳工藝條件為:CA:7%，次亞磷酸鈉:6%，甲酸:8%，三乙醇胺:4%，柔軟劑808:2%，滲透劑JFC:0.2%，在170下處理2min整理后真絲織物的干折皺回復(fù)角可提高23%，濕折皺回復(fù)角可提高32%，保持了真絲織物原有的風(fēng)格。參 考 文 獻 1 H.Shiozaki,M.Tsukada,M.Matsumura.絹化J.J.Seric.Sci.Jpn,19