陈益人1,李霞3,王菊梅3,张娣4(1.武汉科技学院,湖北武汉430073;2.江南大学,江苏无锡214036;3.东华大学,上海200051;4.江苏阳光集团, 江苏江阴214426)作者简介:陈~;Jk.(1964一),女,湖南湘潭人,副教授,硕士,东华大学在读博士,研究方向为纺织材料与纺织品设计
摘要: 以上海佳宝公司开发的JB一170拒水防污整理剂对棉织物进行拒水整理,通过各种工艺参数正交试验,并对试验结果进行分析,得出最佳工艺参数:整理剂的质量浓度为3O g,L;三聚氰
胺的质量浓度为2O g,L;
催化剂的质量浓度为2 g/L;整理液温度为30。c,烘干和焙烘温度为120℃x3 min,150℃x3 min.整理后的织物获得良好的拒水效果,拒水等级达到9O.水洗20次后的拒水
等级达到7O.产品具有优良的拒水性能、一定的耐水洗性.
关键词:拒水整理;正交试验;工艺参数;结果与分析
随着纺织工业的发展,拒水拒油整理的织物不仅在人们的日常生活中具有很强的实用价值,而且也是优良的产业用和装饰用纺织品.研制出既有良好的拒
水性能,又有其他良好性能的织物,对提高我国人民的生活质量,促进相关产业的发展,扩大我国对外纺织贸易的能力,具有积极的意义.[1]织物对抗液体润湿和渗透的能力取决于纤维表面的化学性能、织物表面的凹凸、纵纹、间隙、纤维间与纱线间空隙、毛细管大小、液体粘度、密度、液体对固体的溶解性、液体向纤维的渗透扩散性、液体和纤维的接触时间等.织物拒水是以有限的润湿为条件和前提,经拒水整理后省:维表面由亲水性转变为疏水性,织物不易被润湿但仍能透气,且手感柔软[2].
含氟拒水剂相对于传统的硅铜系、氮苯系、石蜡系等普通的织物拒水整理剂,在憎水性、憎油性、防污性、耐腐蚀性等方面都有明显的优势,而且不损害纤维原有的风格.因此,迅速得到普及推广,成为当今拒水整理剂的主流产品.目前全世界每年消耗各类有机氟系列织物拒水整理剂大约1万t.我围每年从国外进口量在2 000 t以上.[1]这类商品的化学结构通式(以三元共聚物为例)[3-4]:
它属于
聚丙烯酸
酯共聚物,其中有含氟烷基丙烯酸
酯单体,与
聚丙烯酸
酯性质相似,上述三元共聚物各单体作用:(1)功能性单体(CH严CRCOO—x—Rf),提
供拒水拒油性能,它可能是1种单体或者是同系物的混合物组成,其量约占单体总量1/2以上;(2)第二单体(CH2=CRCOOR ),改进共聚物的性能,如硬单体可提
供结构强度、耐磨性、耐化学品及耐洗性等,软单体则赋予共聚物以柔弱性,具有对硬单体不耐光基团的屏蔽性和附着力等.同时,还能降低成本.就提高共聚物的拒水性能而论,甲基丙烯酸
酯类的效果较好;(3)交联性单体(具有羟基、羧基、氨基、酰
胺基、羟甲基及其
醚化衍生物),这些单体的少量引入,可在与共聚物分子链之间形成交联(内交联型),也可外加交联剂后形成交联(外交联型),使共聚物分子质量进一步增大,可提高其耐久性.JB一170氟素拒水拒油整理剂(水性氟化物乳液)可应用于所有的天然纤维及合成纤维布料,赋予其优良的拒水拒油性、优异的手感及耐水洗性,能克服传统氟素拒水剂的缺点.
1 试验
1.1 材料与仪器
织物:全棉织物,21tx21t,280x250根/10 cm;药品:JB一170拒水整理剂(上海佳宝公司),交联剂乙二
醛、三聚氰
胺,
催化剂氯化钠,市售.
仪器:CSIO1—3E型电热鼓风干燥箱,MP502B型电子天平,SSY—H型不锈钢恒温水浴锅,YG065型强力拉伸仪,玻璃杯,量筒,玻璃板,沾水仪.
1.2 步骤
纯棉染色布一一浸一压一预烘一焙烘.
1.3 测试方法
GB 4745—1997~纺织织物一表面抗湿性测定方法
2 结果与讨论
2.1 交联剂的选择
在常温下,整理剂质量浓度为30 g/L,
催化剂质量浓度为10 g/L,烘干和焙烘温度为1 10℃x2 min,150~Cx3 min时,由图1可知,整理效果随着交联剂质量浓度的上升而上升.但三聚氰
胺的整理效果优于乙二
醛,所以选用三聚氰
胺作为交联剂.

2.2 正交试验
正交试验结果与计算分析,见表1.

从极差分析可知,整理剂用量对拒水性有极显著的影响.烘干和焙烘温度对试验结果也有一定的影响.因为温度过高或过低都会使交联剂不能很好地发挥
作用,使整理剂与织物纤维不能有效地聚合成膜,可能会出现氟烷基呈弯曲状不规则排列,致使某些亲水性基团暴露在外层,从而降低织物的拒水效果,影响织
物拒水的耐久性能.另外,焙烘温度过高,时间过长,还会使织物变黄,强力降低.最佳工艺条件:整理剂的用量为30 g/L;三聚氰
胺的用量为20 g/L;
催化剂用量为2 g/L;整理液温度为30℃,烘干和焙烘温度为120℃×3 min,1 50℃x3 min.整理后的织物拒水等级达到90.
2.3 耐水洗性

由表2可知,交联剂用量是重要的工艺参数,对耐洗性影响极大.焙烘温度和时间对整理效果有一定影响,当交联剂用量达到20 g/L以上时,水洗20次后的拒水等级可达到70.
2.4 织物强力
采用2.2中最佳整理工艺条件对织物整理后,沿经向、纬向剪成20 crux5 cm的织物,在强力拉伸仪上测试织物的强力,试验结果:经向强力损失12%左右,纬向强力损失15%左右.但整理后织物的强力仍能满足要求.
3 结论
3.1 未经整理的棉织物拒水性均为0级,经整理后棉织物可获得良好的拒水性能.可以使纯棉产品更新换代,提高其服用性能,增加产品附加值,扩大其使用范围,满足国内外市场的需求.
3.2 用JB一170整理的最佳工艺条件是,整理剂的用量为30 g/L;~聚氰
胺的用量为20 g/L;
催化剂用量为2 g/L;整理液温度为30℃,烘干和焙烘温度为120℃×3 min,1 50℃x3 min.整理后的织物拒水等级达到90,水洗20次后的拒水等级达到70.
3.3 三聚氰
胺作交联剂对织物的整理效果及耐洗性较用乙二
醛好,但三聚氰
胺作交联剂有甲
醛释放,而乙二
醛不含甲
醛.因此,当对织物的耐洗性要求高时,采用三聚氰
胺作交联剂;当对织物的耐洗性要求不是很高时,建议采用乙二
醛作交联剂.
3.4 JB一170整理剂质量浓度对棉织物拒水性能影响极为显著,交联剂用量对整理效果的耐洗性影响很大,焙烘温度和时间对整理效果及整理后织物的外观
和强力也有影响.
3.5 经JB一170整理后棉织物可获得卓越的拒水性,即使标准水洗20次后,拒水性仍有70以上,耐洗性良好.
参考文献:
[1] 利温M,塞洛SB.壬春兰译.纺织品功能整理(上)[M].北京:纺织工业出版社,1992.149—172.
[2] 久保元伸.含氟防水防油剂[J]印染.1996,22(1 1):38—42.
[3]朱顺根.含氟织物整理剂⋯.有机氟 业,1997(4):21—43.
[4] 王维林.国内外含氟织物整理剂发展慨况[J].有机氟T业,1995(3):
22-25.