第十四章 防皱整理剂
(4)润湿剂: 提高棉织物的润湿性能,有利于树脂初缩体能较
快地渗透到纤维内部如渗透剂JFC等;
4)工艺条件分析
( 1)浸轧 ①浸轧要均匀,棉织物防皱整理时带液率一般控制在70-80%; ②织物要具有优良的吸水性能,否则容易形成表面树脂; ③织物不能带碱,以免防碍催化剂的催化效果; ④织物不能带氯,否则整理剂会产生吸氯现象; (2)预烘 要控制好预烘条件,防止“泳移”现象的产生,而形成表面树 脂;否则经防皱整理的织物不断防皱性能差,手感粗糙。而且还会 发脆;
要想具有较好的防皱效果,整理后棉织物上树脂的含量如下所示:
整 理 剂 棉织物上树脂的含量(%)
脲-醛
三聚氰氨-甲醛 乙撑脲-甲醛
5-10
4- 8 4- 6
(2)催化剂:
使整理剂在焙烘过程中迅速发生必要的反应。目前工厂里常用的是 金属盐类作催化剂,这样能保证整理液在常温时能较长时间的稳定,而在 高温焙烘时发生必要的催化作用。 铵盐类:氯化铵、磷酸氢二氨等; 无机金属盐类:氯化镁、硝酸锌、硝酸铝、氟硼化锌等; 新型催化剂:磷酸氢镁、氟硼化镁等; 混合催化剂:金属盐与柠檬酸、草酸等混合; 注意事项: ①选用不同的催化剂时,其焙烘条件也不相同;
2)柠檬酸(CA)
为了用其他多元酸代替BTCA,人们发现柠檬酸价格便宜、 无毒、资源丰富,因此成为研究者的首选。但用柠檬酸整理后织 物明显泛黄,泛黄的主要原因是柠檬酸在高温焙烘时,2位上的 羟基会发生脱水,生成乌头酸,反应如下所示:
乌头酸本身呈黄色,整理织物后织物泛黄现象比较严重。为 了克服柠檬酸整理织物泛黄的缺点,研究者尝试了多种方法。 C.Q.Yang发现,用马来酸聚合物和柠檬酸一起整理棉织物,可 以改善柠檬酸的泛黄性。
2)整理液组成
组 成 用量(克/升) 40-80 35-45 10-12 20
整理剂(树脂初缩体):
三羟甲基三聚氰胺(TMM) 双羟甲基二羟基环亚乙基脲 DMDHEU(简称2D)
催化剂:
氯化镁(对初缩体固体含量计%) 添加剂: 柔软剂VS
润湿剂:
渗透剂JFC
3
3)整理液中各组分的主要作用 ( 1)整理剂 如常用的2D、TMM树脂等,在适当的条件下与纤维素反应生成 稳定的共价交联,使织物获得满意的防皱效果。对于棉织物而言,
4)三聚氰氨-甲醛树脂(TMM、HMM)
3、防皱整理剂与纤维素的反应
N-羟甲基酰胺类整理剂与纤维素反应可能产生的结合方式很
多,比较复杂;现以DMEU为例,将其中几种主要的结合方式表示 如下: 1)单分子交链
2)单分子支链
3)线型大分子交联
3、防皱整理工艺
1)工艺流程
浸轧整理液→预烘→焙烘→后处理
(3)焙烘 提高温度,加速树脂初缩体与纤维素的反应生成稳定的共价 交联,从而具有满意的防皱性。 焙烘温度和时间,主要取决于初缩体的性质和催化剂的类型; 如 氯化镁: 150-1600C,3-5分钟 由于焙烘过程中有甲醛逸出,因此焙烘就有良好的通风设备。 (4) 后处理
包括热洗、水洗等,去除织物上残留的未反应的化合物、付 产物以及游离的甲醛等。
棉织物未经整理回复角(径向):80-850;
棉织物经整理后回复角(径向):110-1300; 棉织物未经整理回复角(径+纬):1600;
棉织物经整理后回复角(径+纬):>2200;
第三节 防皱整理剂的分类
防皱整理剂
1、 N-羟甲基酰胺类树脂整理剂
① 2D树脂; ② TMM;
2、非甲醛类树脂整理剂 ① 多元羧酸; ② 聚氨酯; ③ 环氧树脂; 3、反应型交联剂
第十四章
第一节 概述
防皱整理剂
纯棉、粘胶及其混纺织物、丝织物具有很多优良的特性,但它们
也存在着弹性差、易变形、易折皱等缺点,故在穿着过程中不能保持 平整的外观。为了改善上述不足之处,人们通过对棉织物进行树脂
整理后,提高其从折皱中回复原状的能力,从而提高织物的防缩、
防皱性能。因此防皱整理通常称为树脂整理。 防皱整理至今已有80多年的历史,其发展过程基本上可分为三
②催化剂的用量一般用树脂初缩体的重量百分率来表示如
氯化铵: 氯化镁 硝酸锌: 碱式氯化铝: 1-3% (对树脂初缩体重量) 10-12%(对树脂初缩体重量) 10-13%(对树脂初缩体重量) 2%(对工作液重量)
(3)添加剂:
为了提高树脂整理后织物的撕破强力和耐曲磨性 能,通常要加入柔软剂等添加剂,如柔软剂VS等;
3)聚马来酸(PMA)
由于马来酸聚合物的链段结构与BTCA相似,研究者对聚马 来酸化合物用于棉织物的免烫整理进行了研究,发现马来酸聚合 物整理棉织物可以获得良好的免烫效果,特别是马来酸聚合物与 柠檬酸或BTCA联合使用时效果更好。马来酸的聚合一般是以马 来酸酐作为原料,先在碱性条件下将马来酸酐水解生成马来酸, 然后在过氧化物的引发作用下聚合,反应过程如下:
理论研究也逐步深入,人们提出了树脂与纤维交联理论。
第二阶段:洗可穿整理或免烫整理
简称W&W(Wash and Wear) 或(Non iron)整理棉织物经防
缩、防皱整理后,虽然在穿着过程中不易起皱,但在洗涤、烘干及 洗衣机中进行离心脱水后,仍然存在着明显的皱痕,达不到免烫的
ห้องสมุดไป่ตู้目的。
要想使棉织物具有免烫整理的效果即所谓的“洗可穿”功能, 树
二浸二轧整理液,轧余率70~80%→80℃烘干3min→170℃或 180℃焙烘适当时间(焙烘时间取决于焙烘温度和整理液pH值)
第四节
防皱整理后纺织品的质量
一、主要服用机械性能
织物经过防皱整理后,其主要机械性能如断裂强度、断裂延伸 度、耐磨性和撕破强力都发生不同程度的下降。
1、断裂强度和断裂延伸度
脂整理后的棉织物必须具有干、湿两方面的防皱性能。
1955年免烫整理才开始正式用于工业化生产; 1965年人们开发了许多反应型树脂,同时非甲醛类整理剂也相 继问世; 目前,免烫整理产品较多,主要是一些休闲服装。
第三阶段:耐久压烫整理
简称PP(Permanent Press)或DP(Durable Press)整理 实际上是一种更高水平的免烫整理,经耐久压烫整理后,要求 织物在成衣以后,平整、挺括、不起皱、特别是缝合部位经洗涤后 没有抽缩及臃肿现象,同时保持经久耐洗的折痕如裤线和优良的洗 可穿性能。 目前耐久压烫整理仅限于毛织物、涤/棉混纺织物的整理,对 于纯棉织物还处于研究阶段,其主要难点是棉织物的强力损失过 大。
或断裂延伸度过低、织物中纱线的可活动性较小,都将使织物具有
较低的撕破强度。 棉织物、粘胶织物经树脂整理后,其撕破强度都会发生显著的
下降。为了克服上述缺点,一般采用在整理液中加入柔软剂等。
在整理液中添加柔软剂后,但可使织物中纱线间的摩擦系数减
小,纱线在织物中的移动性提高,织物在撕裂时,纱线易于聚拢而 有较多的纱线来共同承受撕力,使整理品的撕破强度得到一定程度
度下降显著等缺点,也没得到实际应用。
1935年,人们研究出了三聚氰胺-甲醛树脂,用于棉织物的防 皱整理,可以提高织物的防皱性能,同时具有耐洗性。
1945年开始,使用树脂对棉织物进行防皱整理才得到了真正的
发展,当时所使用的树脂大多是N-羟甲基酰胺类树脂;树脂整理 剂也由自身缩合型向纤维反应型方向发展;与此同时,树脂整理的
① 醛、缩醛类化合物; ② 环氧化合物;
③ 乙烯砜类化合物; ⑤ 环氧氯丙烷类 ④ 环亚胺类 ⑥ 氨基甲酸酯类
一、N-羟甲基酰胺类整理剂的结构及名称
防皱整理剂又称交联剂,目前工厂里常用的是N-羟甲基酰
胺类整理剂,它们是由酰胺与甲醛在一定的条件下反应生成的化
合物,其生成物通常称为树脂初缩体。即
1、整理剂的分类及特性
1、多元羧酸类整理剂 1)1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)
在目前所研究的多元羧酸类化合物中,1,2,3,4-丁烷四羧酸
(BTCA)是被研究最多、整理织物后效果最好的一种多元羧酸, 其分子结构如下: 尽管BTCA整理棉织物的免烫 效果可以与DMDHEU树脂整理效 果相媲美,强力保留率也较高,但 由于BTCA的成本高、水溶性低, 因此,没能在工业上得到大面积推 广应用。
二、
多元羧酸类无甲醛整理剂
多元羧酸类化合物用于棉织物的防皱整理,始于20世纪60
年代,D.D.Gagliardi等人首先提出,由于当时选用强酸作催化剂, 处理后织物的强力损伤过大,水洗牢度很差。在碱性水洗条件下, 酯键几乎全部水解。后来S.P.Rowland等人用弱碱性碳酸钠作催 化剂,发现这种催化剂不仅可以加快酯化反应的速率,整理后织 物的强力损伤和耐洗牢度也有一定改善。尽管如此,经这种处理 的织物的免烫性能和DMDHEU处理的织物的性能相比还有很大 差距。所以,当时多元羧酸并不被人们看好。 20世纪80年代后期,C.M.Welch建议用磷酸盐作为多元羧酸 和纤维素大分子酯化反应的催化剂,并取得了很好的效果,特别 是处理后织物的耐洗牢度相当好,突破了在碱性条件下酯键比醚 键容易水解的传统概念。这一发现使得多元羧酸作为无甲醛免烫 整理剂的研究又趋于活跃。
在焙烘过程中,整理剂虽能自身缩合,但也有可能与纤维素
上的羟基发生反应,在纤维素大分子间生成共价交联,而使织物具
有良好的防皱性能。即
三、防皱整理效果的评定方法
织物经树脂整理后,其整理效果一般用折皱回复角来表示,通
常是径向和纬向回复角之和;其回复角的大小除与整理效果有关外, 还与织物的组织结构有关。通常情况下:
第二节
防皱整理的作用机理及效果评定方法
一、树脂沉积理论
脲—甲醛、酚—甲醛初缩体等整理剂整理棉织物时,树脂沉
积理论认为:
当整理剂处理到织物上后,经焙烘在纤维内部形成网状结构
的树脂,沉积在纤维的无定形区,通过物理-机械作用,改变了 纤维素大分子的相对移动性,而使织物具有良好的防皱性能。