织物整理

织物整理（精选六篇）

织物整理 篇1

该项发明可以克服上述现有技术中存在的缺陷, 提供一种天然彩棉织物免烫整理工艺, 其不仅能提高彩棉织物的防皱性, 而且保持它的颜色稳定性, 并做到不破坏它的绿色环保特性, 同时还保证各项机械性能达到要求。经该方法防皱整理后的彩棉织物可以改善在穿着过程中易起皱, 服用形态差等缺点。天然彩棉织物免烫整理工艺, 其包含将彩棉织物在整理浴中进行处理, 所述的整理浴是以水为溶剂, 主要包括以下组分: (1) 整理剂:柠檬酸。 (2) 催化剂:自制的混合催化剂 (主要成份为柠檬酸钠和酒石酸钠等的混合物) 或次亚磷酸钠。 (3) 添加剂:三乙醇胺。

柠檬酸抗皱整理机理:柠檬酸与纤维素交联机理一般存在两种不同的机理一成酐机理和成酯机一。随着柠檬酸用量的增加, 织物弹性增加, 防皱性能上升, 但达到一定值后有所下降。其原因可能是:由于柠檬酸与纤维素在催化剂作用下发生成酐或成酯的交联作用, 提高了彩棉的弹性模量, 随浓度继续增大到一定值后, 会出现过多表面树脂, 弹性反而有所下降, 而织物的断裂强力会随柠檬酸用量的增加出现逐步降低的趋势。而色差级数也逐步下降, 主要是由于柠檬酸与纤维素形成交联后, 纤维受外力作用后均匀承担外应力的能力下降, 造成应力易集中, 大分子链更易断裂, 断裂强力降低, 而色差的降低可能是由于柠檬酸的酸性影响。综合考虑织物的抗皱性、强力及色差等因素, 柠檬合适用量选8%。

催化剂在彩棉织物的防皱整理中起着很重要的作用。催化剂既能催化多元酸脱水形成环状酸酐, 又能催化酸酐和纤维素的羟基酯化交联。催化剂选用次亚磷酸钠, 随着次亚磷酸钠用量的增加, 织物弹性增加, 防皱性能上升, 但达到一定值后有所下降, 其原因可能是:由于柠檬酸与纤维素在催化剂作用下发生成酐或成酯的交联作用, 提高了彩棉的弹性模量, 随浓度继续增大到一定值后, 弹性的提升率增加得并不多;而织物的断裂强力会随次亚磷酸钠用量的增加出现逐步降低的趋势, 而色差几乎没有量的增加出现逐步降低的趋势, 也几乎没有什么变化综合考虑织的抗皱性、强力及色差等因素, 次亚磷酸钠合适用量选10% (对织物质量百分率) , 但次亚磷酸钠属于磷酸盐, 含磷化合物排放到水中, 会引起水体的富营养化, 存在一定的环境污染问题。采用自制的混合催化剂经过对彩棉织物的整理后, 各项性能的影响与采用次亚磷酸钠作催化剂差不多。完全可以用来替代次亚磷酸钠, 但没有环境污染问题, 真正做到绿色抗皱整理。添加剂三乙醇胺的加入, 弹性逐渐增大, 防皱性能也越来越好, 但到一定值后, 反而有所下降, 主要是随三乙醇胺浓度增加, 彩棉纤维交联程度提高, 弹性增加, 当到达一定值后, 由于三乙醇胺能同CA分了上的羧基酯化, 可交联基团数目会有所减少, 防皱性能会出现降低;而断裂强力会随三乙醇胺浓度增大而下降, 主要与交联形成有关, 但色差变好。主要是由于三乙醇胺可防止CA脱水形成不饱和多元羧酸而减少泛黄的产生。

该发明的工艺流程及工艺条件为:二浸二轧→预烘→焙烘→热水洗→冷水洗→烘干→测试。焙烘温度的影响:随焙烘温度的升高, 织物弹性逐步提高, 交联更加充分, 弹性提高率也逐步增大, 到一定程度后也会出现下降, 而断裂强力和色差都有下降趋势。温度过低, 交联反应不充分, 不能充分发挥柠檬酸的抗皱性能, 当温度过高时, 柠檬酸会发生水解, 生成乌头酸、衣康酸。阻碍了酸酐的形成, 降低了柠檬的抗皱性能。焙烘时间的影响:随焙烘时间的延长。织物弹性逐步提高, 交联更加充分, 弹性提高率也逐步增大, 到一定程度后也会出现下降, 而断裂强力和色差都有下降趋势, 主要是由于随交联程度增加, 弹性模量增大, 而负担外力更加不均匀, 导致强力下降。色差的变化是由于随焙烘时间延长, 柠檬酸高温下会发生水解生成乌头酸、衣康酸, 而不能充分发挥柠檬酸的抗皱性能。

其效果在于:防皱整理剂用量和工艺条件适当, 不仅能提高天然彩棉织物的防皱性, 并做到不破坏它的绿色环保特性, 同时保证各项机械性能达到要求。经该方法防皱整理后的天然彩棉织物可以改善在穿着过程中易起皱, 服用形态差等缺点。

联系人:蔡晔

地址:江苏省张家港市塘桥镇韩山村17组20号

装饰针织物阻燃整理综述 篇2

近20多年来, 随着社会的进步, 各类纺织品的消费量迅速增长, 尤其是各种室内、舱内装饰织物, 如窗帘、帷幕、墙布、地毯、家具布和床上用品 (睡衣、床罩、床单、枕芯) 等针织物的需求量与日俱增。统计表明, 由于针织品为线圈结构, 结构稀疏, 含空气量较多, 更易燃烧, 因此, 这类纺织品引起的火灾占有相当大的比例, 且比其它原因引起的火灾死亡率高。所以, 纺织品的阻燃特别是针织物的阻燃对于确保安全、减少火灾次数和由此造成的损失有重要的意义。为了保障生命和财产安全, 世界各发达国家早在60年代就对纺织品提出了阻燃要求, 并制定了各类纺织品的阻燃标准, 从纺织品的种类和使用场所来限制使用非阻燃织物。例如, 美国已对窗帘、睡衣、儿童针织服装、汽车用织物、野营帐篷、玩具等各种纺织制品, 广泛地制定了有关阻燃性的国家法令、州法令、都市条令, 以及各行业自行制定的标准和规定。日本规定31m以上的高层建筑、地下街道、剧场、旅馆、会场、酒吧、幼儿园、托儿所等公共设施所使用的窗帘、帷幕、地毯, 以及老弱幼者使用的床上用品及服装必须达到规定的阻燃标准。另外, 飞机、船舶、汽车上使用的各类纺织品在国际上也都有明确的阻燃法规。装饰纺织品的阻燃可使发生火灾的机率大大降低, 从而阻止危及人生命的情况发生, 降低火势蔓延的危险。

我国近年来也在大力开展对阻燃纺织品的研究开发, 并已取得了相当进展。随着城市现代化建设的发展, 旅游、交通运输业的发展, 以及外销纺织品的需求, 阻燃纺织品存在着巨大的潜在市场。因此加速阻燃纺织品, 尤其是针织品的开发以及商品化生产已刻不容缓。

1 阻燃技术与相关理论

1.1 装饰针织物的分类

按日常生活与使用特点将装饰用针织品大致分为服用装饰、窗帘帷幕、家具包覆、寝具用品、铺地、贴墙、工艺装饰与玩具等[1]。

1.1.1 家具包覆类

据统计, 针织面料占家具包覆类的56%, 主要有沙发外套、座椅外套和家电外套等针织面料。要求织物耐磨、弹性适当, 具有阻燃性能。经编面料有色织起绒面料、拉舍尔双层割绒面料等。

1.1.2 挂帷类

主要有窗帘、门帘、帷幕、帐缦、屏风和遮篷等。要求面料的耐光、防污、阻燃及悬垂性要好。在化学纤维大发展之前, 主要由棉、麻或羊毛织物制成, 而现在, 其原料主要以纤维素纤维、聚丙烯腈 (包括变性聚丙烯腈) 和聚酯为主, 基本上都经过阻燃整理, 也有利用阻燃纤维制成的。阻燃整理以暂时阻燃效果为多, 每次洗涤后须重新进行阻燃处理, 这样处理的成本低, 操作方便。挂帷类织物的阻燃性功能, 主要是以阻止火灾初期的着火为目标的。

1.1.3 床寝装饰用针织物

它有床单、床罩、枕套、凉席与枕席等。床单、床罩、枕套具有实用保护和装饰作用, 多用经斜平经编织物。近年来, 床上用品已成为研究火灾起因的课题之一。床上用品, 通常是以棉或棉为主的纤维组成, 棉织物经阻燃整理后, 能满足床上用品的阻燃性能要求。但目前, 这样还不能说是一个最佳的方案, 因为床上用品和其它室内装饰织物一样, 首先要能阻止阴燃, 有些阻燃整理或阻燃纤维制品仍有阴燃;其次, 必须满足人们使用上的要求。

1.1.4 铺饰类

主要有地面铺饰和台面铺饰等针织物。地面铺饰类织物要求有弹性、防滑、阻燃、防静电。

1.1.5 墙面装饰织物或艺术墙布、壁挂

随着人们对室内居住环境要求的日益提高, 墙面装饰织物的消费也迅速增长。墙面装饰织物可由棉、毛、麻、丝和各种合成纤维制成, 对于贴墙材料, 各个国家对其阻燃性能的要求各不相同。

1.2 阻燃机理及方法

针织品的阻燃按生产过程及阻燃剂的引入方法大致分为纤维的阻燃处理和织物的阻燃整理两类[2]。

1.2.1 纤维的阻燃处理

1.2.1.1 阻燃机理

纤维的阻燃处理是对一些本身是可燃的原丝如涤纶、锦纶、腈纶等加入某种阻燃剂, 使其抑制燃烧过程中的游离基或是改变纤维的热分解过程, 促进水炭化;有些则是使阻燃剂分解释放出不燃气体覆盖在纤维表面, 起隔绝空气作用。

1.2.1.2 阻燃处理方法

1.2.1.2.1 提高成纤高聚物的热稳定性

在成纤高聚物的大分子链中引入芳环或芳杂环, 增加分子链的刚性、大分的密集程度和内聚力, 然后将这种高热稳定性的高聚物用湿法纺丝制成纤维;

通过纤维中线形大分子链间交联反应变成三维交联结构, 阻止碳链断裂不收缩, 不熔融的阻燃性纤维;

将纤维在200~300℃的空气氧化炉中停留几十分钟或数小时, 使纤维大分子发生炭化, 成为具有阻燃性的纤维。

1.2.1.2.2 原丝阻燃改性

共聚法:在成纤高聚物的合成过程中, 把含有磷、卤素、硫等阻燃元素的化合物作为共聚单体 (反应型阻燃剂) 引入到大分子链中, 再把这种阻燃性强的物质加到纤维中;

共混法:与共聚法同属原丝改性, 是将阻燃剂加入纺丝熔体或纺制阻燃纤维的方法;

接枝改性:用放射热、高能的电子束或化学引发剂使纤维或织物与乙烯的阻燃单体发生接枝共聚, 是获得有效而持久的阻燃改性方法。接枝阻燃改性纤维阻燃性与接枝单体中阻燃元素的种类及接枝部位有关, 接枝部位对阻燃效果的影响顺序为:芯部接枝>均匀接枝>表面接枝。

1.2.2 织物的阻燃整理

1.2.2.1 阻燃机理

在纺织品的后整理加工过程中对织物进行表面处理, 从而使织物具有阻燃性能[3]。

1.2.2.1.1 覆盖层理论

阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层, 具有隔热隔氧气、阻止可燃气体向外逸出, 起到阻燃作用。

1.2.2.1.2 不燃气体理论

阻燃剂受热分解出不燃气体, 将纤维素分解出来的可燃气体浓度冲淡到燃烧下限以下。

1.2.2.1.3 吸热理论

阻燃剂在高温下, 发生吸热反应, 降低温度阻止燃烧蔓延。此外, 织物整理后能将热量迅速传出, 致使纤维素达不到着火燃烧的温度。

1.2.2.1.4 化学反应论 (催化脱水论)

阻燃剂在高温下, 作为路易斯酸与纤维素发生反应, 使纤维催化脱水炭化, 减少可燃气体的产生。

1.2.2.2 阻燃整理方法

1.2.2.2.1 浸轧焙烘法

阻燃整理工艺中应用最广的一种工艺。工艺流程为浸轧—预烘—焙烘—后处理。浸轧液一般由阻燃剂、催化剂、树脂、润湿剂和柔软剂组成, 配制成水溶液或乳液进行整理。

1.2.2.2.2 浸渍—烘燥法

又称吸尽法, 是将织物在阻燃液中浸渍一定时间后, 再干燥焙烘使阻燃液被纤维聚合体吸收。

1.2.2.2.3 有机溶剂法

该法是使用非水溶性的阻燃剂, 其优点是阻燃整理时的能耗低。但在实际操作中, 要注意溶剂的毒性和燃烧性。

1.2.2.2.4 涂布法

将阻燃剂混入树脂内, 靠树脂的粘合作用使阻燃剂固着在织物上。根据机械设备的不同分为刮刀涂布法和浇铸涂布法。

目前, 市场上广泛使用的阻燃方法是以成品经过阻燃剂后整理处理为主, 工艺简单, 使用纤维也较单一。

不管应用哪种方法进行阻燃加工, 都要达到预期的阻燃性能。阻燃织物的阻燃性能通常用极限氧指数LOI值表示, 它表示试样在由氧气 (O2) 和氮气 (N2) 组成的混合气体中维持燃烧所需氧气的最低浓度。LOI值高表示织物可燃性小, 因为纤维需要更多的氧才能维持燃烧;相反, LOI值越低, 纤维燃烧所需氧越少, 维持燃烧越容易。表1为常见纤维的LOI值。

阻燃织物除了考虑阻燃性外, 还要考虑到所谓第二安全性和第三安全性, 即阻燃制品的毒性和熔融性, 以测试对人体及环境的影响以及燃烧后有无熔融物滴落。

1.3 常用阻燃剂的种类及发展方向

1.3.1 常用阻燃剂的种类

1.3.1.1 按所含阻燃元素分类

1.3.1.1.1 含卤阻燃剂

热解过程中, 分解出捕获传递燃烧自由基的X·及HX, HX能稀释纤维裂解时产生的可燃气体, 或隔断与空气的接触。

1.3.1.1.2 含磷阻燃剂

燃烧过程中产生磷酸酐或磷酸, 促使纺织品脱水炭化, 阻止或减少可燃气体产生。此外, 磷酸酐在热解时形成类似玻璃状的熔融物覆盖在织物上, 促使其氧化生成二氧化碳, 起到阻燃作用。

1.3.1.1.3 含氮阻燃剂

氮的化合物能和纤维素作用, 促进交链成炭, 降低织物的分解温度, 产生的不燃气体, 起到稀释可燃气体的作用。

1.3.1.2 按阻燃织物的耐久程度分类

1.3.1.2.1 非耐久性阻燃整理剂

暂时性阻燃整理剂。大部分为水溶性或乳液的无机盐。处理时先将阻燃剂溶于水, 织物经浸渍烘干即可使用也有二浴浸轧的, 第二浴用氨水或纯碱, 使金属氧化物沉积在织物上。该法工艺简单, 价格较低, 但织物的手感较差, 洗涤后阻燃效果大幅度下降。

1.3.1.2.2 半耐久性阻燃整理剂

其阻燃产品能耐一次温和洗涤, 但不耐高温皂洗。该法有尿素-磷酸法、磷酸尿酯法等。

1.3.1.2.3 耐久性阻燃整理剂

采用化学法在纤维内部表面进行聚合或缩合反应, 形成不溶于水的聚合物, 一般要求耐洗程度30次以上。

不同材质的针织物应该选用不同类型的阻燃剂, 从而获得较好的阻燃效果。装饰织物以其华丽的外观和舒适性能深受消费者的喜爱, 因此织物在进行阻燃整理的同时, 要充分考虑阻燃剂对织物的色泽、外观、手感和其他物理机械性能的影响。

1.3.2 阻燃剂的发展方向

可持续发展的理念及其战略成为当今各个国家的必然选择, 而生态文明及生态产业、生态产品就是可持续发展战略在社会经济发展中自然的、内在的、重要的选择和体现。生态针织品和功能性针织品都是以环保、安全和健康为自己的旗帜的, 也是人们在新世纪里对针织品品质新的追求标志。其中, 功能性针织品则是以健康为追求目标来满足人们的需求。

阻燃剂的选择是织物阻燃整理的核心。目前, 大部分织物经过阻燃整理后, 都会产生甲醛等有害气体。因此, 绿色环保型阻燃剂及技术的开发是未来阻燃整理发展的主要趋势[4]。

随着人们对阻燃体系作用机理的深入研究, 新的阻燃理论和技术被逐渐认识, 如化学改性阻燃、高效阻隔炭化层阻燃、交联接枝阻燃和协同阻燃体系等, 都极大地丰富了阻燃领域的内容和阻燃剂的多功能性。在今后一段时期内, 溴系和磷系阻燃剂仍将占主导地位。新型阻燃剂之间的复配、协同作用机理的研究将日趋活跃, 新的物理化学分析方法将不断应用于阻燃科学技术的研究领域。可以预见, 随着阻燃科学及相关学科的发展, 阻燃技术将日趋完善。

2 结语

如今针织品正向着方便、舒适、功能特殊、回归自然的方向发展。针织品在装饰上的应用范围越来越广泛, 社会需求量不断增加。预计每年大中型公共建筑、新建住宅等所需的地毯、墙布、窗帘、帷缦、家具布等装饰工程量将达到几十亿元, 这无疑对后整理加工提出了更高的要求。然而目前我国所消耗的阻燃针织品的相当部分要依赖进口。所以, 以国产替代进口, 推广阻燃针织品的使用已刻不容缓。虽然纺织用阻燃剂研究己历经半个世纪, 取得了较大的成果, 但仍然存在一些问题, 如成本高、阻燃剂有毒或阻燃织物燃烧时伴随有毒物质产生、抑烟性差等。因而, 研究和开发装饰用阻燃针织品将会带来极大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]杨荣贤, 宋广礼、杨昆编著.新型针织[M].北京:中国纺织出版社, 2000.

[2]曾艳琳.BL—环保型阻燃剂在装饰用织物上的应用研究.北京林业大学, 2007.

[3]吴红玲, 张茂林, 蒋辉.阻燃织物的开发和应用[J].现代纺织技术, 2002, 10 (2) :37-39.

氨基硅油对亚麻织物的整理应用 篇3

本研究利用自制的氨基硅油对亚麻织物进行整理,探讨了不同的整理工艺对亚麻织物性能的影响。

1 实验部分

1.1 材料

织物:亚麻布。

药品:氨基硅油,自制;冰醋酸,天津市东丽区天大化学试剂厂;Span-80,哈尔滨化工化学试剂厂;Tween-80,天津市天大化学试剂厂。

1.2 氨基硅油的合成

将一定量的含氢硅油、催化剂、甲苯加入装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中,加热至一定温度后滴加二甲氨基丙基丙烯酰胺。反应一定时间后,减压除去低沸物,得到淡黄色液体。

1.3 整理工艺

将裁减好的亚麻布样浸湿在氨基硅油乳液中,到一定时间后,将其取出,放入轧车,之后在连续定型烘干机中,80℃下预烘2min,170℃下焙烘1min。

1.4 测试指标及仪器

白度[9]:参见国家标准“GB/T 8424.2-2001《定量评定包括荧光材料或荧光增白剂在内的纺织品及淡色调指数的测定方法》”。DSBD-1型数字白度仪,温州鹿东仪器厂。

吸水性:吸水性测试采用滴水法,即将水滴从一定高度(1cm)滴至式样表面,测定液滴刚好落在织物上至液滴镜面刚好消失的时间。在不同位置测定5次取平均值。

弹性回复角:参见国家标准“GB/T 3819-1997《纺织品织物折痕回复性的测定——回复角法》”。总折痕回复角:经纬向折痕回复角平均值之和。Yg541A型织物折皱弹性测试仪,宁波纺织仪器厂。

断裂强力:参见国家标准“GB/T 3923.1/2《纺织品织物拉伸性能的测定—条样法》”。测定其断裂强力及断裂伸长。YG(B)026D-250型电子织物强力机,北京纺织机械器材研究所。

精密恒温水浴锅,江苏金坛市医疗仪器厂;80-2型电动离心机,金坛市华峰仪器有限公司;JJ-2增力电动搅拌器,江苏省金坛市医疗仪器厂;FA1004电子天平,上海上平仪器公司。

2 结果与讨论

2.1 氨基硅油的柔软整理

采用正交试验法优化乳液配方,如表1、表2所示。

根据上述结果,乳化实验的最优结果为A2C3B2D3,对应的工艺条件分别是:氨基硅油含量为3%,乳化温度为50℃,乳化时间为1.5h,复合乳化剂含量为5%。极差分析结果表明,正交试验因素中,氨基硅油的含量对织物的弹性回复角影响最大,而复合乳化剂的含量对织物的弹性回复角影响却不显著。

在氨基硅油含量3%,乳化温度50℃,复合乳化剂含量为5%时,考察不同的处理时间对处理后亚麻织物白度、吸水性及断裂强力的影响,如表3所示。

可以看到,亚麻织物经过处理后,白度有所下降,但下降的幅度并不明显。随着处理时间的延长,织物的吸水性和断裂强力变化却很显著。吸水性下降主要是因为随着处理时间的延长,氨基硅油在亚麻织物上的定向吸附变得更加紧密,极性的氨基基团与纤维素分子的羟基形成交联,在亚麻织物的表面形成膜,从而降低了亚麻织物的吸水性。而氨基硅油在亚麻织物上的成膜与交联需要在一定的温度下才能进行。在高温焙烘的过程中,亚麻织物的耐热性差,使纤维受到损伤,纤维素分子部分裂构,使亚麻织物的的断裂强力下降。

2.2 亚麻织物的XRD分析

采用X-射线衍射法检验氨基硅油整理后亚麻纤维的结晶状态,衍射曲线如图1所示。由图1可以看出,亚麻织物整理前后的X射线衍射曲线的形状、以及衍射峰所对应的衍射角几乎相同,这说明亚麻织物经氨基硅油整理后的纤维内部聚集状态结构几乎没有改变,这也说明亚麻织物整理前后强力的变化与结晶度无关。

2.3 亚麻织物的SEM分析

氨基硅油柔软剂能够赋予亚麻织物柔软、丰满的效果,主要是由于氨基硅油的成膜性及表面性能。图2为扫描电镜对亚麻织物的表征。其中,(a)为未处理过的亚麻布,(b)是处理过的亚麻织物。

由图2可知,未经氨基硅油整理过的亚麻织物表面粗糙,凸凹不平,而经氨基硅油处理过的亚麻织物,表面较为光滑,这是因为亚麻纤维经氨基硅油整理后,在亚麻纤维的表面附有一层致密且均匀的薄膜。该薄膜包裹在亚麻纤维的表面,使亚麻纤维之间的摩擦系数下降,从而使织物获得柔软、丰满的手感。

3 结论

通过硅氢加成反应合成氨基硅油,并将其应用于亚麻织物上,经过测定亚麻织物的弹性回复角发现,自制的氨基硅油对亚麻织物有一定的柔软效果。通过XRD对处理后亚麻织物的表征,发现,自制氨基硅油对亚麻织物本身的聚集态几乎没有影响,而SEM的表征表明,经过氨基硅油整理后的亚麻织物表面包裹有致密而均匀的薄膜,这也是处理后的亚麻织物具有柔软性的原因。

参考文献

[1]Gorshkova T A,Salnikov V V,Pogodina N M,et al.Composi-tion and distribution of cell wall phenolic compoun ds in flax(Linum usitatissimum L.)stem,tissues[J].Annals of botany,2000,85:477-482.

[2]李琳,邓启刚,陈朝晖.亚麻织物阻燃整理的研究现状与发展趋势[J].化工时刊,2011,25(12):41-44.

[3]Buchert J,Pere J,Analysis of the surface chemistry of linen andcotton fabrics[J].Textile Res J,2001,71(7):626-629.

[4]宋秘钊,赵欣,佟白,等.羧基硅油亚麻柔软剂的制备与表征[J].印染助剂,2012,29(2):17-19.

[5]Zhao Xin,Zhu Wenying The synthesis,characterization and ap-plication of amino-modified polymethylhydro siloxane softener[J].Advanced Materials Research,2011,331:390-393.

[6]雷媛媛,郑帼,吴波,等,低粘度氨基硅油的合成及微乳化[J].天津工业大学学报,2011,30(6):43-47.

[7]朱艳红,钱程,周大鹏,等.嵌段型聚醚/氨基硅油的结构表征及应用性能[J].纺织学报,2011,32(4):72-74.

[8]郑帼,刘燕军,葛启.加成法合成氨基硅油[J].纺织学报,2005,26(1):73-75.

织物整理 篇4

关键词：氟,拒水整理剂,夜光涂层,织物,性能

夜光涂层织物是以涤纶、涤棉或棉等织物作为基布,稀土铝酸锶作为发光材料,采用涂层剂,经过涂层整理,制成的一种新型的功能涂层材料［１］。这种夜光涂层织物吸收一定的可见光,就可在黑暗处持续发光10h以上［２］。其应用领域非常广泛,目前已经在地毯、装饰工艺品、玩具及纺织服装等领域有所应用。随着社会的发展,夜光涂层织物在拒水面料上的应用也逐渐得到普及,例如将救生圈、雨衣、冲锋衣、伞布、军需物资的盖布等常见的拒水面料进行夜光涂层,不仅会给人们日常生活带来很多便利,也可以丰富我们的生活。拒水面料是指经过拒水整理剂处理,使织物表面具有一定拒水性能的功能面料。常用拒水整理剂的种类有很多,如聚硅氧烷类、 铝皂和石蜡类、改性聚氨树脂类等。相对于这些传统的拒水整理剂,含氟拒水剂具有用量少、功效高、耐久性好并符合环保要求的特点［３］,而且随着技术的开发,含氟拒水剂的市场价格也逐渐下降,因此备受纺织品市场的青睐［４］,应用普及迅速,成为当今拒水整理剂的主流产品［５－６］。

然而,有关拒水整理对夜光涂层织物性能的影响的研究未见报道。本研究用含氟拒水整理剂对织物进行拒水整理, 再以该种拒水面料为基布,对织物进行夜光涂层处理,探讨了含氟拒水剂质量浓度对夜光涂层织物性能的影响。

1实验部分

1.1材料与仪器

织物:涤纶绒布,120g/m２,幅宽1.5m。

化学品:含氟拒水剂(市售),聚丙烯酸酯粘合剂,稀土铝酸锶发光材料,增稠剂,分散剂,渗透剂A。

仪器:涂层机(HWT-1型),佛山市亚诺精密机械制造有限公司;场发射扫描电子显微镜(SU-1510型),日本HITA- CHI公司;余辉亮度测试仪(PR-305),杭州浙大三色仪器有限公司;圆盘式织物耐磨仪(Y522N型),南通宏大实验仪器有限司;织物厚度仪(YG141D型),宁波纺织仪器厂;全自动激光织物折皱弹性测试仪(YG541E),宁波纺织仪器厂;电子织物强力机(YG026C型),常州第二纺织机械有限公司;织物悬垂性测试仪(XDP-1),上海新纤仪器有限公司。

1.2拒水整理

(1)分别配制质量浓度为10、20、30、40和50g/L的含氟拒水剂。

(2)织物浸轧工作液→一浸-轧(轧余率80%~85%)→预烘(100℃,5min)→焙烘(160℃,90s)。

1.3夜光涂层整理

将上述经不同质量浓度含氟拒水剂处理后的织物分别进行夜光涂层整理,流程如下:

(1)制备涂层剂

配方:聚丙烯酸酯粘合剂63%,发光材料25%,增稠剂10%,渗透剂A1%,分散剂1%。

(2)涂层工艺

刮涂→预烘(100℃,3min)→焙烘(160℃,3min)。

1.4性能测试

1.4.1扫描电镜测试

用SU-1510型场发射扫描电子显微镜观察夜光涂层织物拒水处理前后的形貌变化。

1.4.2余辉亮度测试

将样品在暗处放置10h,保证其余辉衰减完毕。然后采用PR-305余辉亮度测试仪测试夜光涂层织物的余辉亮度,设定激发照度为1000lx,激发时间为15min。

1.4.3耐磨性测试

按照FZ/T 01001—1991《涂层织物耐磨性能测定方法》测试。当试样涂层部分被破坏,其基布刚明显露出至少1根纱线时停机,记下此时的摩擦次数即为耐磨次数。在此过程中要经常停机,观察试样涂层部分磨损情况。

1.4.4涂层厚度测试

根据FZ/T 01003—1991《涂层织物厚度试验方法》,在每个样品上间隔均匀地测量10次,以所测各次厚度的平均值为实验结果,用mm表示。

1.4.5抗皱性能测试

按照GB/T 3819—1997《纺织品织物折皱回复性的测定回复角法》,对夜光涂层织物的抗皱性进行测试。将织物按要求剪取适宜形状和大小的经向和纬向试样,在YG541E全自动激光织物折皱弹性测试仪上测量,分别记录其经、纬向的急、缓弹性回复角。

1.4.6断裂性能测试

根据GB/T 3932.1—1997《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长的测定:条样法》测试。

1.4.7悬垂性测试

按照FZ/T 01045—1996《织物悬垂性试验方法》测试夜光涂层织物的悬垂性。

2结果与讨论

2.1电镜观察

图1为经不同质量浓度含氟拒水剂处理的夜光涂层织物的SEM照片。由图1(b)~(f)可知,随着拒水剂质量浓度逐渐增加,发光材料在其表面的分布越来越少,而图1(a)为未经拒水处理的夜光涂层织物,发光材料粘附量大,覆盖范围广。 分析其原因是用含氟拒水剂处理织物后,整理剂的反应性基团或极性基团定向吸附于纤维表面［７］,而含氟基团向外排列, 在织物表面聚合成膜,降低了织物的表面张力,使其具有一定的拒水性,而所用聚丙烯酸酯涂层剂为亲水型,所以涂刮在已有一层薄膜的织物表面,其涂覆量必然会减少,发光材料是由涂层剂包覆与织物结合在一起的,故发光材料的量也减少。

[(a)0g/L;(b)10g/L;(c)20g/L;(d)30g/L;(e)40g/L;(f)50g/L]

2.2发光性能

图2为拒水剂质量浓度对涂层织物余辉亮度的影响结果。当拒水剂质量浓度分别为0、10、20、30、40和50g/L时, 涂层织物的初始余辉亮度分别为1.259、1.186、0.9535、 0.8288、0.7633和0.7266cd/m２。可以看出:未经拒水处理的涂层织物发光性能最好;随着拒水剂质量浓度的增加,涂层织物余辉亮度逐渐减小,但余辉衰减趋势没有变化;拒水剂质量浓度在10~30g/L之间时,余辉亮度下降的最明显,之后,余辉亮度变化不大。分析其原因认为:未经拒水处理的织物,表面粗糙,纱线之间的空隙大,聚丙烯酸酯涂层剂容易粘附,发光材料分布较多,因此余辉亮度最大;经拒水处理之后的织物,拒水整理剂会在织物表面先形成一层拒水薄膜,涂层剂涂刮在该薄膜的织物表面,其涂覆量必然会减少,导致初始余辉亮度降低;当拒水剂质量浓度为30g/L时,拒水剂分子在纤维上的吸附达到饱和状态,已经形成一层低表面能表面,故继续增加拒水剂质量浓度,对织物表面涂层剂的涂覆量影响不大。

2.3耐磨性能及涂层厚度

表1为拒水剂质量浓度对涂层织物的厚度及耐磨性能的影响。可以看出:经拒水整理的夜光涂层织物较未经拒水整理的夜光涂层织物耐磨次数明显减少;随着拒水剂质量浓度的增加,涂层织物的厚度及耐磨次数不同程度地减少。这是因为所用涂层剂为亲水型,涂覆在具有疏水性薄膜的织物表面,很难从纱线之间的孔洞渗透到基布的另一面进行交联固化,无法将涂层材料与织物紧紧结合在一起,而且发光材料是通过涂层剂的包覆与织物结合在一起的,而涂层剂粘附量少, 能够将发光材料完全包覆的量不足,部分发光材料暴露在织物表面,导致耐磨性能下降,粘附牢度降低。含氟拒水剂处理织物后,在织物表面形成了一层光滑的膜,再在其表面涂刮涂层材料,其厚度必然会减小。由以上分析可知,含氟拒水整理对夜光涂层织物的涂层牢度影响较大。

2.4抗皱性能

抗皱性通常是指在力作用下产生折痕后的回复程度,影响织物的外观和平整。分别测定涂层织物经向、纬向的急弹折皱回复角和缓弹折皱回复角,观察不同质量浓度的含氟拒水剂对涂层织物抗皱性的影响。结果如表2所示。可以看出,随着拒水剂质量浓度的增加,织物经、纬向的急弹折皱回复角和缓弹折皱回复角均呈逐渐增加的趋势,且纬向的急弹折皱回复角和缓弹折皱回复角均比经向的要大。含氟拒水剂质量浓度从0增加到50g/L,经向上的急弹回复角从99.8°增加到124.2°,缓弹回复角从131.5°增加到163.9°,分别提高了24.4°和32.4°,纬向上的急弹回复角从127.8°增加到153.9°, 缓弹回复角从144.4°增加到168.0°,分别提高了26.1°和23.6°。说明经拒水整理后的夜光涂层织物的抗皱性能明显改善,且纬向的抗皱性能比经向的更好。其原因为拒水处理后, 涂层剂在织物表面的覆盖量少,成膜较薄,形变恢复性较好。

2.5拉伸性能

拒水剂质量浓度对涂层织物的拉伸性能的影响见表3。 可知夜光涂层织物的断裂强力、断裂伸长均随着含氟拒水剂质量浓度的增加而逐渐增加。分析原因可能是织物经拒水整理以后,拒水剂分子的活性基团在一定条件下,渗透到纱线之间,在纤维表面相互聚合成紧密的薄膜,使纤维紧紧缠绕,增加了纤维分子间滑移的摩擦阻力［８］,从而导致断裂强力增大。

2.6悬垂性能

悬垂性是指夜光涂层织物因自重而下垂的性能。悬垂系数可代表织物的手感,悬垂系数越小,手感越柔软［９］。拒水剂质量浓度对夜光涂层织物的悬垂性能的影响结果如图3所示。

从图3可以看出,随着拒水剂浓度的增加,涂层织物的悬垂系数呈逐渐减小的趋势;当拒水剂质量浓度从0增加到50g/L时,悬垂系数从81.2%减小到64.7%,降低了16.5%, 说明经过拒水整理后夜光涂层织物的手感明显改善;拒水剂质量浓度为20g/L和30g/L时,悬垂系数很接近,继续增加拒水剂浓度,悬垂系数变化不大。这主要是因为拒水剂在织物表面形成一层光滑的疏水膜,涂层剂在织物表面的粘附量减小,渗入织物结构内部的聚丙烯酸酯量更少,而涂层织物手感发硬主要是因为聚丙烯酸酯渗入织物结构内部而导致的,故手感得以改善,当拒水剂质量浓度达到30g/L时,织物表面已经形成了一层低表面能薄膜,再增加拒水剂浓度,涂层剂的涂覆量变化不大,织物悬垂性变化不大。

3结论

用不同浓度的含氟拒水整理剂对涤纶绒布进行拒水整理,再对拒水处理后的织物进行夜光涂层,比较了经不同质量浓度含氟拒水剂处理的夜光涂层织物的性能,得到如下结论:

(1)织物经拒水处理,再进行夜光涂层,其涂层牢度大大降低。

(2)涂层织物的手感以及抗皱性会随着拒水剂质量浓度的增加而明显改善,但当拒水剂质量浓度达30g/L后,变化不大。

(3)随着含氟拒水剂质量浓度的增加,夜光涂层织物的初始余辉亮度呈减小的趋势,但是总的余辉亮度衰减趋势不变。

(4)当含氟拒水剂质量浓度在30g/L时,夜光涂层织物的各方面性能趋向稳定。

参考文献

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[2]朱亚楠,吴敏,李卫珍,等.丙烯酸酯黏合剂对夜光涂层的影响[J].印染,2011,37(14):27-29.

[3]潘文艳,黄德志,孙祥山,等.含氟织物整理剂发展概况[J].化工新型材料,2007,35(4):20-21.

[4]任清庆,赵涛.蓖麻油改性含氟拒水剂的合成及其对棉织物应用效果的研究[J].印染,2010,27(7):39-41.

[5]王健,江里友.拒水拒油剂FG-410对涤纶织整理工艺探讨[J].印染,2011,28(5):45-47.

[6]王凌,胡望明.涤纶水刺非织造布的拒水整理与性能测试[J].纺织学报,2007,28(1):84-86.

[7]邢凤兰,徐群,贾丽华.印染助剂[M].北京:化学工业出版社,2002,266-282.

[8]王薇,施秋萍,朱泉.含氟整理剂WR-1在锦纶织物上的应用[J].印染,2009,35(16):33-35.

织物整理 篇5

1 实验部分

1.1 试剂 (材料) 和仪器

坯布经密=成品幅宽×成品经密/坯布幅宽。如成品幅宽为48英寸, 成品经密为116根/英寸, 坯布幅宽为63英寸, 则坯布经密=48×116/63=90根/英寸。

坯布纬密略大于成品纬密40根/英寸, 即可定为42根/英寸, 所以坯布经纬密选用90×42。

试剂 (材料) :棉坯布 (c/c 40×40×110×60) (府绸, 陕西第二印染厂) ;棉坯布 (c/c 21/2×10×117×44) (小帆布, 陕西第二印染厂) ;氨基硅油 (AS) (30%溶液, 陕西秦阳化工厂) ;双十八烷基二甲基氯化铵 (D1821) (AR, 天津先光化工有限公司) ;AES、LAS、JFC和TX-10 (工业级, 咸阳国众合成洗涤有限公司) ;水玻璃 (工业级, 咸阳国众合成洗涤有限公司) ;磷酸三钠 (AR, 天津化学试剂六厂) ;亚硫酸氢钠 (AR, 天津河东红岩试剂厂) ;亚硫酸氢钠 (AR, 天津化学试剂六厂) ;次氯酸钠溶液 (AR, 天津化学试剂三厂) ;N, N, N-三甲基-2-羟基-3-硬脂酰氧基丙基氯化铵 (自制) 。

仪器:小轧车 (陕西第二印染厂) ;电饭煲 (广东省湛江市家用电器有限公司) ;DC-RRY1000型电脑测控柔软度仪 (四川省长江造纸仪器厂) ;YG (B) 541D型全自动数字织物折皱弹性仪 (温州市大荣纺织标准仪器厂) ;SC-80型全自动测色色差计 (北京康光仪器有限公司) ;JJC-Ⅰ型润湿角测量仪 (长春市第五光学仪器有限公司) 。

1.2 CDESA的制备

CDESA的合成参照苗宗成的方法进行合成[3]。

1.3 CDESA在织物整理中的应用

1.3.1 棉织物前整理

棉织物经退浆和煮练处理后[4,5]进行测定。

1.3.2 整理工艺

参考D1821的工艺参数, 并鉴于理论上CDESA在碱性溶液中的不稳定性, 试验时加上pH值这个因素, 然后运用正交实验方法[6], 同时考虑表面活性剂的质量分数、处理浴温度、处理时间、处理液pH值和浴比值 (整理液相对于布重) 这5个因素对处理后的织物 (棉府绸, 下同) 的柔软度、静摩擦系数两个主要指标, 润湿角、色差及折皱回复角三个参考指标的影响。其中柔软度测试布样的规格为 (2 cm×10 cm) , 仪器测试狭缝1 cm, 静摩擦系数采用斜面法[7], 折皱回复角测得是缓弹性。具体操作时采用一浸一轧, 轧余率为100%, 然后在105 ℃下烘0.5 h。

1.3.3 耐热泛黄性

柔软剂泛黄性实验的热处理温度没有统一规定, 一般根据纤维的种类以及染整加工和成服过程中可能遇到的最高温度而设定。常用实验温度为150～200 ℃, 本实验在180 ℃下, 将经退浆和煮练后的棉府绸于烘箱中焙烘5 min, 冷却后测其前后的色差[8,9]。

1.3.4 固色作用

本实验采用经活性红K2BP染色的小帆布作固色试验, 先按1.3.2最佳整理工艺分别对3块小帆布 (规格为10 cm×4 cm) 施加1% (owf) 的CDESA、D1821和AS, 然后依相应的标准、方法及评价指标测试它的耐氯牢度和耐水洗牢度[10,11,12,13,14]。

2 结果与讨论

2.1 整理工艺

整理工艺条件的选用及结果见表1、和表2。

通过实验得出的结果, 必须经过因素对指标的统计分析, 才能确定出最佳条件。

2.1.1 柔软度

当把柔软度作为优先考虑时, 其它5个因素对其的影响见表3。

从表3可看出, 影响柔软度大小的因素顺序为:B>A>C>E>D, 最佳方案为A5B3C3D2E2, 即表面活性剂的质量分数0.5%、处理浴温度40 ℃、处理时间15 min、处理液pH值为5、浴比1∶15。

2.1.2 静摩擦系数

以静摩擦系数为优先考虑指标, 其它5个因素对其的影响见表4。

从表4可看出, 影响静摩擦系数大小的因素顺序为:B>C>E>D>A, 最佳方案为A2B3C3D2E2, 即表面活性剂的质量分数0.2%、处理浴温度40 ℃、处理时间15 min、处理液pH值为5、浴比1∶15。

2.1.3 湿润角

以湿润角为优先考虑指标, 其它5个因素对其的影响见表5。

注:表中色差△E按Hunter Lab色系统中处理后织物的L、a和b值与未处理织物的L、a和b值代入undefined计算得到。

从表5可看出, 影响润湿角大小的因素顺序为:B>D>A>C>E, 最佳方案为A1B1C1D1E2, 即表面活性剂的质量分数0.1%、处理浴温度20 ℃、处理时间5 min、处理液pH值为4、浴比1∶15。

2.1.4 色差

以色差为优先考虑指标, 其它5个因素对其的影响见表6。

从表6可看出, 影响色差大小的因素顺序为:B>A>D>C>E, 最佳方案为A5B3C5D1E2, 即表面活性剂的质量分数0.5%、处理浴温度40 ℃、处理时间10 min、处理液pH值为4、浴比1∶15。

2.1.5 折皱回复角

以折皱回复角为优先考虑指标, 其它5个因素对其的影响见表7。

从表7可看出, 影响缓弹折皱回复角大小的因素顺序为:A>C>E>D>B, 最佳方案为A2B1C2D4E4, 即表面活性剂的质量分数0.3%、处理浴温度40 ℃、处理时间10 min、处理液pH值为7、浴比1∶25。

2.1.6 最佳整理工艺条件的确定

由于柔软度和静摩擦系数是评价柔软剂的主要指标, 所以在工艺选取时必须优先考虑。根据2.1.1和2.1.2的结论, B3C3D2E2为二者共有的最佳条件, 因素A影响柔软度的程度较大, 而对静摩擦系数的影响最小, 故根据影响柔软度指标的最佳方案, 可确定出A5。但是考虑到因素D对二者的影响较小而对润湿角影响较大, 根据影响润湿角指标的最佳方案, 可确定出D1, 所以最佳整理工艺条件为A5B3C3D1E2, 即表面活性剂的质量分数0.5%、处理浴温度40 ℃、处理时间15 min、处理液pH值为4、浴比1∶20。

2.1.7 柔软整理效果的对比性实验

在最佳工艺条件下, 用CDESA整理棉织物, 同时选常用表面活性剂型柔软剂D1821和有机硅类柔软剂氨基硅油 (AS) 作对比性实验, 结果见表8。

结果显示, CDESA的整理效果达到同类产品D1821及有机硅类AS的效果, 且在润湿角这个指标方面, CDESA都优于它们。由于热力学上可润湿性, 所以在吸汗、吸湿等方面CDESA具有明显的优势。

2.2 耐热泛黄性

耐热泛黄性实验结果见表9, 并用经D1821和AS处理的织物作对比。

2.3 固色作用

测试结果见表10。

3 结论

CDESA对棉织物的柔软整理效果达到D1821的性能, 并与氨基硅油 (AS) 相当, 在润湿方面CDESA具有明显的优势, 是热力学上的可润湿性, 因此在吸汗、吸湿等方面具有明显优势。CDESA对棉织物整理的最优工艺为:在一浸一轧, 轧余率为100%下, 表面活性剂的质量分数0.5%、处理浴温度40 ℃、处理时间15 min、处理液pH值为4、浴比1∶20。

在对CDESA的其它性能检测中得出:它与D1821具有能耐热不泛黄性, 而AS受热易泛黄。

织物整理 篇6

卤胺化合物具有杀菌速度快、效率高、稳定、长效、抗菌性可再生和广谱抗菌[1]等优点。在实际应用过程中,一些抗菌剂渐渐暴露出许多问题:季铵盐类抗菌速率慢,抗菌性能不可重复;壳聚糖类耐洗性不好,对织物手感影响很大[2];一些卤胺类抗菌剂合成成本高,反应条件苛刻,产物水溶性不好[3,4,5]。因此,开发对人体安全、环保、高效的新型抗菌剂是未来抗菌剂的一个发展趋势。本实验合成了双羟基卤胺化合物抗菌剂前驱体1-(2,3-二羟基丙基)-S-三嗪-2,4,6-三酮(DTT),反应条件温和、工艺简单、原料廉价易得,合成的前驱体为水溶性,产品收率高、安全无毒,可制备出具有优异抗菌性能的抗菌纺织品。

同时本实验引入柠檬酸作为交联剂,也是对棉织物进行一种抗皱整理,将多种功能整理复合同浴整理,可以精简工艺流程,高效安全并且低碳环保。

1 实验

1.1 材料与仪器

棉织物,经纬密度为524根/10cm×284根/10cm,15tex×15tex(浙江冠东印染服饰有限公司);异氰尿酸、柠檬酸、次亚磷酸钠、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、氢氧化钠、安替福民(国药集团化学试剂公司)。

NICOLET NEXUS 470型红外光谱仪(Thermo电子仪器公司);YG(B)026D-250型电子织物强力机、YG541D型自动数字式织物折皱弹性仪(温州大荣纺织标准仪器厂);SU-1510型扫描电子显微镜(日本HITACHI公司);SW-12A型耐洗色牢度试验机(无锡纺织仪器厂)。

1.2 实验方法

1.2.1 DTT的合成

将0.05 mol的氰尿酸置于250 mL平底烧瓶中,加入100 mL去离子水,用玻璃棒搅拌均匀后加入0.1 mol NaOH,继续搅拌至氰尿酸完全溶解。将0.05mol 3-氯甘油溶解在100mL去离子水中,将所得的3-氯甘油稀释液缓慢滴加到溶有氰尿酸的溶液中,于室温(25℃)充分搅拌反应12h。反应完毕后,用稀硫酸调节pH至6。用旋转蒸发仪除去反应后溶液的水分,并将所得固体溶解于DMF中,减压抽滤除去合成副产物NaCl。再通过旋转蒸发仪除去滤液中的DMF,得到水溶性的透明油状液体双羟基卤胺类抗菌剂前驱体:1-(2,3-二羟基丙基)-S-三嗪-2,4,6-三酮,反应产率达到87%。1H-NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ3.25(2H),3.59~3.76(3H),4.42(1H),4.75(1H),9.80(2H)。反应方程式为:

1.2.2 DTT在棉织物上的应用

将一定量的棉织物浸入含有10%的DTT、等物质的量的柠檬酸(CA)和6%的次亚磷酸钠整理液中,浴比为1∶30,二浸二轧,浸渍15 min,轧余率100%。100℃烘干2 min,160℃焙烘3min。处理后的织物经皂洗(洗涤剂质量分数0.5%,浴比为1∶50,室温洗涤15 min),水洗,45℃烘干。反应方程式为:

1.3 氯化和滴定分析

氯化:配制10%的次氯酸钠水溶液,并用稀硫酸调节溶液pH=7,将经DTT整理后的样品在10%的次氯酸钠溶液中处理60min。氯化后的织物用去离子水充分水洗后置于45℃烘箱中烘干60min,以去除织物表面未反应的自由氯。

滴定:整理织物的含氯量用硫代硫酸钠/淀粉碘化钾滴定方法测定。具体方法为:将经氯化后的织物烘干至恒重后,称取0.1g放于50mL烧杯中,加入10mL蒸馏水和一定量的KI,滴加3-5滴淀粉溶液,溶液变成蓝色,用一定浓度的Na2S2O3溶液滴定,至溶液无色为止,从而可根据Na2S2O3溶液的用量计算织物的含氯量。同一处方整理织物重复滴定3次。织物样品上的Cl+%通过式(1)计算。

式中:Cl+%为样品中氧化态氯的质量分数;N为滴定标准液硫代硫酸钠的当量浓度(N);V为滴定标准液硫代硫酸钠的体积(L);W为织物样品的质量(g)。

1.4 织物其他性能测试

按照GB/T3923.1-1997标准,在YG(B)026D-250型电子织物强力机上进行断裂强力测试。

按照GB/T3819-1997标准,在YG541D型全自动数字式织物折皱弹性仪上进行折皱回复角测试。

1.5 扫描电镜分析

选取原棉、DTT-CA整理试样,放大5000倍观察整理后织物的表面。

1.6 红外光谱测试

准备原棉、CA整理试样、DTT-CA整理氯化前后试样,采用全反射红外测试,仪器扫描范围为4000~500cm-1,测定织物的红外吸收光谱。

1.7 水洗稳定性测试

根据AATCC检测方法61-2010,测试试样分别水洗1次、2次、5次和10次循环,每次循环45min,一次水洗循环相当于5次家庭水洗。

1.8 抗菌测试

根据修正AATCC检测方法100-1999,将空白样和氯化后试样细菌接种,接种的细菌是金黄色葡萄球菌(ATCC6538)和大肠杆菌O157∶H7(ATCC 43895)。将试样裁剪成2.54cm×2.54cm大小,每两片试样中间以“三明治”形式滴加25μL pH=7的细菌悬液,然后固定在无菌的压片中,接触1min、5min、10min、30min后,用5mL、0.02N无菌的硫代硫酸钠溶液还原试样以去除所有氧化态氯(研究已证明硫代硫酸钠对抗菌测试无任何影响)。还原后的试样用pH=7、100μmol/L的磷酸盐缓冲液连续稀释,然后接种在培养基中,在37℃的条件下恒温培养24h,然后测定细菌菌落的数量,计算试样的抑菌率。

2 结果与讨论

2.1 织物性能测试

2.1.1 织物拉伸断裂强力的测试

图1是织物整理前后断裂强力的测试结果,选取试样的含氯量为0.21%。根据参考文献[6],整理织物的含氯量在0.20%左右就可以达到良好的杀菌效果。试样的经向强力损失为33%,纬向强力损失为40%;氯化后强力基本上没有变化,经向强力损失为29%,纬向强力损失为40%。由棉织物的断裂机理可知,棉纤维的断裂是由分子链的断裂引起的。在抗菌整理中引入多元羧酸CA作为交联剂,相当于对棉织物做了抗菌抗皱复合整理。织物经整理后,由于在纤维的基本结构单元及大分子间引入一定数量的共价键,与未整理的纤维比较起来,各单元间的移动性受到限制,负担外力的情况更不均匀,必然引起强力的下降。另一方面,柠檬酸呈酸性,整理液中pH<7,棉纤维大分子中存在甙键,对酸的稳定性很差,在适当的氢离子浓度、温度和时间条件下,发生水解降解,使相邻两葡萄糖单体间碳原子和氧原子所形成的甙键发生断裂,因此也会引起织物强力的下降。从热对纤维素的作用来看,加热至140℃以上,纤维素中葡萄糖基开始脱水,出现聚合度降低、羰基和羧基增加等化学变化[7],从而引起织物强力的下降。

2.1.2 整理织物折皱弹性试验

表1是织物整理前后抗皱性能对比,可以看出,整理后织物的抗皱性能优于原棉。这是因为在此次整理中,以CA作为交联剂,而CA是一种抗皱整理剂。整理时,经过高温焙烘的作用,CA脱水形成酸酐,并在催化剂次亚磷酸钠的作用下与纤维素羟基酯化,在纤维素大分子或基本结构单元之间生成共价交联,使纤维在形变过程中因氢键拆散而导致的蠕变和永久形变减少,从而提高纤维从形变中的回复能力。

2.2 扫描电镜分析

从图2可以看出,整理前试样表面比较光滑,基本上没有杂质,而整理后织物表面覆有一层膜。

2.3 红外光谱分析

图3是原棉、CA整理织物、DTT-CA整理织物和DTT-CA整理氯化织物的红外光谱对比图。由图3(b)可看出,CA整理后,在2918cm-1和2849cm-1出现CA的C-H特征峰,1721cm-1出现CA的羰基特征峰。由图3(c)可看出,DTT-CA整理织物在1715cm-1和1688cm-1出现羰基叠加峰。图3(d)是DTT-CA整理氯化织物,-C(O)NH-经氯化后变为-C(O)NCl-,氯原子是强吸电子基团,使得氮原子上电子云密度降低,羰基的振动频率升高,吸收峰向高波数移动,所以位于1715cm-1和1688cm-1的羰基特征峰转移到1729cm-1和1693cm-1。由于氯化时氯化液的pH为7,使得织物上羧基和羧酸根共存,所以在1580cm-1出现羧酸根的特征峰[8]。

2.4 整理织物水洗稳定性

表2为织物水洗稳定性和抗菌再生性。

注:A试样水洗前氯化样品;B试样水洗前氯化水洗后重氯化样品;C试样水洗前未氯化水洗后氯化样品

由表2中数据可看出,A经25次水洗循环后,含氯量从0.24%下降到0.01%,这是因为随水洗时间的延长试样N-Cl键逐渐水解,故织物上含氯量逐渐降低。而重氯化样品B经50次水洗循环后含氯量可达到0.07%。无论水洗测试前是否氯化,水洗后氯化的样品其含氯量都无法恢复到测试前织物的含氯量,这是因为在水洗测试过程中其水洗皂洗液呈弱碱性,CA和纤维素羟基形成的酯键在碱性条件下发生水解,从而使得整理织物上DTT和CA的含量减少,进而导致含氯量减少。

2.5 整理织物的抗菌性能

表3为整理织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌O157∶H7的杀菌情况。由表3可得,整理后未氯化的样品在30min内两种细菌有小幅度的减少,这不是因为细菌失活而是细菌粘附到棉纤维的表面。而氯化后样品在一定时间内将细菌完全杀死。其中对于浓度为1.00×107CFU/sample的金黄色葡萄球菌,整理织物在1min接触时间内其抗菌率便达到100%。而对于浓度为2.00×107CFU/sample的大肠杆菌O157∶H7,也在10min内抗菌率达到100%。这是因为双羟基卤胺化合物上的N-Cl键中的Cl原子具有氧化性,在其与细菌接触的过程中,氧化态的卤素转移到微生物的接受位上,氧化硫醇基或者氯化蛋白质中的氨基,从而使微生物失活[9]。由表3中数据对比可知,整理织物对金黄色葡萄球菌的杀菌速度比较快,这是因为:(1)大肠杆菌O157∶H7比金黄色葡萄球菌更难灭活。大肠杆菌O157∶H7具有膜孔蛋白,是位于质膜上的一种蛋白通道,可以控制水的跨膜运输,它的存在导致疏水性杀菌剂较难穿透细胞膜。而棉织物经过抗菌整理后,由于氯化后N-H键变成了N-Cl键,从而增强了织物的疏水性[10,11]。因此,在同一时间内杀灭金黄色葡萄球菌的数量多于大肠杆菌O157∶H7的数量[1]。(2)金黄色葡萄球菌是球型,比表面积大,易吸附在棉纤维的表面,而大肠杆菌O157∶H7是棒状,与金黄色葡萄球菌相比,在棉纤维表面的吸附较差,从而使得试样对金黄色葡萄球菌的杀菌速度更快。

注:a接种总量为1.00×107CFU,b接种总量为2.00×107CFU

3 结论

(1)本实验以异氰尿酸、3-氯甘油和NaOH为原料合成了水溶性的双羟基卤胺化合物前驱体1-(2,3-二羟基丙基)-S-三嗪-2,4,6-三酮。从核磁表征可以看出,生成的为目标产物。

(2)整理后,棉织物抗皱性能得到提升,断裂强力有一定的损失,经水洗测试可得,整理织物具有一定的水洗稳定性和抗菌再生性。通过红外光谱和扫描电镜表征可知,DTT通过CA整理在棉织物上。

(3)氯化后的整理织物(Cl+%=0.21%)对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌O157∶H7有很好的抗菌效果。其中,试样在1min接触时间内可杀死浓度为1.00×107CFU/sample的金黄色葡萄球菌;在10 min内杀死浓度为2.00×107CFU/sample的大肠杆菌O157∶H7。

摘要：以异氰尿酸和3-氯甘油为原料,合成一种水溶性很好的双羟基卤胺化合物前驱体:1-(2,3-二羟基丙基)-S-三嗪-2,4,6-三酮(DTT)。以柠檬酸为交联剂,用“轧-烘-焙”的方法整理在棉织物上,整理后的织物经氯化具有抗菌功能。比较不同参数条件下氯含量的高低,得出最佳工艺参数。用SEM、FT-IR对整理织物进行表征,分析强力、抗皱性能、水洗稳定性及抗菌性能。结果显示:整理后棉织物有一定强力损失,抗皱性能有一定的增强,并具有一定的水洗稳定性,再氯化后,部分失去的有效氯可再生;氯化后的整理织物在1min之内可杀死浓度为1.00×107 CFU/sample的金黄色葡萄球菌,在10min之内可以杀死浓度为2.00×107 CFU/sample的大肠杆菌O157∶H7。