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科技创新

纺织品多功能复合整理技术

纺织品多功能复合整理技术
目前,多功能复合整理使纺织产品向着深层次和高档次方向发展,不仅可以克服纺织品本身的缺点,还可以赋予纺织品多功能性。多功能复合整理是将两种或多种功能复合于一种纺织品的技术,以提高产品的档次和附加值。该技术已在棉、毛、丝、化纤、复合及其混纺交织物整理中得到越来越多的应用。例如:防皱免烫/酶洗复合整理、防皱免烫/去污复合整理、防皱免烫/防沾色复合整理,使面料在防皱免烫的基础上又增加了新的功能;具有抗紫外线和抗菌功能的纤维,可用作为泳装、登山服和T恤衫面料;具有防水、透湿、抗菌功能的纤维,可用于舒适性内衣;具有抗紫外线、抗红外线和抗菌功能(凉爽、抗菌型)的纤维,可用于高性能的运动服、休闲服等。同时,应用纳米材料对纯棉或棉/化纤混纺织物进行多种功能的复合后整理,也是未来的一个发展趋势。
棉织物多功能复合整理技术
随着各国对纺织品甲醛限量标准的完善,低甲醛和无甲醛整理剂及整理方法一直是纺织品抗皱整理研究的热点。以丁烷四羧酸(BTCA)和柠檬酸(CA)等为代表的多羧酸类,以及长链多羧酸体系是最有潜力取代N-羟甲基酰胺类化合物的抗皱整理剂。此类整理剂不含甲醛,能达到良好耐久压烫(DP)等级。但多元羧酸整理剂也存在一定的缺点,如催化剂价格高;易污染环境;会导致某些硫化染料和活性染料染品色变;整理品上残留的羧基,使阴离子染料的上染率降低,而阳离子染料染色的湿摩擦牢度差等。壳聚糖与纤维素的分子结构相类似,不含甲醛,可以作为永久整理剂,使织物耐水洗、耐摩擦,具有固色和增强作用,提高织物的坚牢度,减少缩水率,并使织物具有滑爽光洁和挺括的外观和手感。壳聚糖还具有广谱抗菌性,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草菌等多种细菌的生长都有明显的抑制作用。因此,壳聚糖还可用来对织物进行抗菌防霉整理。由于市售壳聚糖的相对分子量较大,所以织物经壳聚糖整理后,弹性回复角增加不多,且手感变硬,布面泛黄,润湿性下降。而壳聚粘经降解后,相对分子量变小,穿透力增强,抗菌性能提高。
毛织物多功能复合整理技术
羊毛鳞片层结构造成的定向摩擦效应,使羊毛织物在水洗时产生很大的毡缩。对其进行树脂整理则是将聚合物沉积于羊毛纤维表面,遮盖鳞片层,以减少羊毛纤维的顺逆摩擦差,从而达到机可洗防缩的目的。树脂的作用还可使纤维之间存在粘接点,以阻碍纤维之间的相互移到。能够单独用树脂处理法达到机可洗标准的防缩剂,以拜耳SynthappretBAP的使用最为广泛。从树脂结构上看,环氧树指类的作用不是改变羊毛纤维表面结构,而是与鳞片发生交联,从而将鳞片的边缘包裹起来,获得良好的防毡缩效果。聚氨酯树脂是目前防毡缩整理中最常用的一种。国外品牌有BAP及WAR,但价格昂贵。这种热反应型聚氨酯的防缩,即降低了纤维表面的定向摩擦效应,又阻止了纤维之间的相互移动。采用单独树脂处理方法,符合IWS机可洗标准,能大大改善织物耐磨性和起球性,提高织物尺寸稳定性,但手感较差。
拒水、拒油整理是利用氟化物表面的特点,在织物表面形成分子屏障,以阻止水及各种油污、污物的润湿,即使有水或油污在织物表面滞留,也是呈现液态,很容易去除。利用一种氟系化合物在毛纺织物表面形成一层薄膜,改变织物的表面张力,使水和油在其表面难以润湿,从而达到拒油、拒水的效果。这类助剂同时又能使织物的表面比电阻降低,从而具有一定的抗静电和防尘作用。目前,国内市场上有美国3M公司生产的FC-5101和FC-5102,适用于高档的毛纺面料。
真丝绸多功能复合整理技术
真丝绸的防水整理以往采用的是有机硅型防水剂,虽然其加工成本低,但防水效果及其耐久性欠佳,而且不具备防油性能。随着有机氟化学的发展及其产品成本的降低,采用有机氟树脂对真丝绸进行拒水、拒油功能整理越来越多。真丝绸经有机氟树脂整理后,疏水、疏油的氟烷基定向密集地排列在纤维表面,并指向空气层,从而显示出优良的拒水、拒油、防污性。如果与SriresDINF交联剂(含异氰酸酯结构)或N-羟甲基类树脂、三聚氰胺树脂复配,能获得优良的耐久拒水、拒油性,同时获得抗皱性和抗起毛起球性等多种功能。
化纤织物多功能复合整理技术
仿毛织物:含有机导电长丝仿毛织物虽不会出现主动吸灰现象,但若有机导电丝嵌条间隔较大,且在干燥、多尘土环境下,则易出现灰条。郝新敏等以涤纶长丝仿毛军港呢为例,研究了对含有机导电长丝的仿毛织物防尘、易去污和抗皱等多功能整理技术。他们采用的抗静电剂为PTM-01,其化学组分为聚酯聚醚类化合物与高分子亲水性聚合物的复配物,分子中含有与涤纶相似的酯型结构。在热处理加工中,抗静电剂分子的一端嵌入涤纶分子中,与涤纶形成共晶或共熔物牢固结合。在同类型抗静电剂中,其耐久性更好,特别舒适于化纤仿毛织物,能使织物表面电阻下降5个数量级,赋予织物良好的防污、易去污和亲水性性能,使化纤织物具有良好的服用舒适性。该抗静电剂能有效地解决有机导电纤维长丝局部沾污,且对成品的色牢度影响较小。PTM-01系非离子化合物,兼容性良好,可根据需要与其它助剂复合使用,通常根据最终柔软抗皱要求,可采用与氨基硅油或亲水性有机硅一起进行复合整理,以实现多功能效果。
仿麂皮绒:起细聚酯纤维仿麂皮绒具有疏水性和一定的亲油性,易沾染油污,并带有静电,比电阻在1014CΩ·m以上,摩擦电压在1000V以上,半衰期可达数小时,且对干性污垢有一定的吸附力。这主要是由于聚酯纤维在摩擦时,表面的自由电子通过物体界面不断流通,对电子的不良导体――聚酯与聚酯超细纤维而言,由于它们吸湿性差,比表面积大,极易带静电。为使麂皮绒在外观和手感等方面酷似天然麂皮,可通过各种整理加工赋予织物拒油、拒水、防污、抗静电和阻燃等功能,从而提高产品的附加值。采用的抗静电剂应与其它助剂,特别是阻燃剂具有相容性。
陈秋等采用汽巴聚四氟乙烯(50-60g/L)进行“三防”整理,工艺流程为:浸轧整理液→预烘→定形(160-165℃,30s)→成品。经过整理,麂皮绒具有较好的拒油、拒水、防污功能。他们采用耐久性抗静电剂(30g/L)与助燃剂FRG-l(150g/L),施加到纤维表面,使其具有一定的吸水性,从而起到抗静电作用,同时具有良好的阻燃性能,其阻燃、滴落物和限氧指数均达到国际标准。
混纺、交织、复合织物多功能复合整理技术
蚕丝/棉交织(复合)丝织物:蚕丝与棉具有很好的吸湿性、透气性和穿着舒适性,但其抗皱性能较差。杨琪芬等采用有机氟树脂对蚕丝/棉交织(复合)丝织物进行整理,所用整理剂为SRIPROOFWORF。如果将整理剂与SRIRESDINF交联剂,或与N-羟甲基类树脂、三聚氰胺树脂拼用,能获得优良的耐久拒水、拒油性,同时获得抗皱性和抗起毛起球性,且织物色泽和透气性基本不变。采用有机氟树脂WORF和交联剂DINF整理丝/棉复合丝交织绸,基整理剂、交联剂浓度和焙烘温度对整理效果影响较大。经试验优选的拒水、拒油多功能整理工艺为:整理剂浓度40-45g/L,交联剂浓度5-6g/L,焙烘温度为165-170℃。
篷盖布面料:马晓光等采用复合整理技术,研发了一种具有防近红外探测功能,并集防水透湿、阻燃拒油和耐气候等性能于一体的多功能新型篷盖布。他们通过大量试验,最终确定涂料和染料的拼色体系,其可见近红外反射光谱曲线与叶绿素很相近,其差异在允许偏差上下限之间,具有良好的近红外反射性能,可作为防近红外探测专用颜料。防水剂选用AG-710,它具有良好的拒水性能,又可赋予织物良好的手感,并可使织物保质良好的透气性和耐久性能。阻燃剂选用天津工业大学研制的涤棉织物专用阻燃剂,它与其整理剂有着较好的相容性。涂层剂选用经改性的具有透湿性能的聚丙烯酸酯系涂层剂SPA-1。工艺流程为:织物→染色→浸轧阻燃剂→烘干→轧光→打卷→正面涂层→烘干→打卷→反而涂层→烘干→浸轧防水剂→烘干→焙烘。
涤棉割绒地毯:美国南方研究中心科研人员曾用多羧酸抗皱整理剂,如丁烷四羧酸、柠檬酸和马来酸处理阻燃涤棉割绒地毯,但若割绒密度低,地毯点燃后会燃烧。纤维素纤维经酯化后有较好阻燃性。新方法选用5%-10%多元羧酸和合适的催化剂,如次磷酸钠、磷酸钠或磷酸的部分中和盐,施加到地毯上,即可达到满意阻燃效果。研究发现,涤棉割绒地毯在较宽pH值范围内均可获得阻燃性;而在弱酸性条件下,地毯不变色;丁烷四羧酸效果最佳,但在合适条件下柠檬酸和马来酸也有较好效果。
防护服面料:解放军总后军需装备研究所研制并投入生产的“非典”防护服最具代表性,即对聚四氟乙烯(PIFE)微孔薄膜进行亲水性聚氨酯(PURs)涂层整理,再制成涂层层压复合织物,具有阻燃、抗静电和杀菌等功能。
各种功能性聚氨酯的开发,对改善织物舒适性、增强织物功能性有着重要意义。在聚氨酯的防水透性,而且还可赋予织物其它特殊功能。例如,添加陶瓷粉末,以提高织物的保暖性能;陶瓷还具有吸收氨和硫化氢等异味的功能,涂层后,可制成除臭防水透湿织物;添加甲壳素和纤维素粉等物质,不仅可提高织物透湿性,还具有杀虫和灭菌等功能;若加入纳米级的功能微粒,可赋予织物抗菌、防紫外线和防伪等复合功能。JRBCjqa5Y


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