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亲水整理



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二、亲水整理的机理
图3 皮肤通过衣服的传湿模型 1—放湿;2—吸湿;3—织物;4—皮肤;5水分

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二、亲水整理的机理
由图3 可知,合纤织物经亲水整理后,能改进其 吸附(吸湿和吸水)、扩散(透湿) 、散发(放 湿和放水)和保持水分的性能, 也就是说, 亲水 整理能使疏水性纤维具有良好的液相水分的转移 能力和气相水分的放湿能力。

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三、亲水整理的工艺
本次以Permalose TM为例说明其应用。 Permalose TM为白色水分散体非离子型亲水 整理剂,可与冷水互溶,但不能用热水稀释,可 用于纯涤纶织物以及和棉或毛织物。 在合理的使用条件,摄入不会导致中毒问题,严 重口服实验(鼠)LD50>25g/kg,对皮肤和眼睛没

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二、亲水整理的机理
纺织品是一种多空性物质,有着巨大的表面积溶液能沿 着能沿着纤维迅速展开,渗入纤维之间的空隙及其内部, 把空气取代出去,将空气—纤维(气—固)表面的接触 代之以液体—纤维(液—固)表面的接触,这个过程叫 做润湿。 如果液体润湿了毛细管壁,则液体能够在毛细管内上升 至一定高度,从而使高出的液体产生静压强,促使溶液 渗透到纤维内部,此即为渗透。
有刺激作用。

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三、亲水整理的工艺

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三、亲水整理的工艺
要获得良好的整理效果, Permalose TM在织 物上施加量应在4%左右,而应用工艺有多种。 1 浸染工艺。 Permalose TM可以与涤纶织物 分散染料同时进行,但有两种不同的方式。

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二、亲水整理的机理
1 吸水性的机理
水在合纤织物表面能否扩散可用(1)式近似地表明:
如S>0,则水在合纤织物表面能润湿和扩散。水的表面张 力是一个定值(72.8达因/厘米),而聚酯纤维的临界 表面张力为43达因/厘米,若能使聚酯纤维的临界表面 张力大于72.8达因/厘米,就能被水润湿和扩散。

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三、亲水整理的工艺
表1 高聚物结构中各官能团吸附克分子水率

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三、亲水整理的工艺

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三、亲水整理的工艺
由表2可知高聚物中羧基盐和羟基等有利于吸湿。一些极 性基团与水分子的配位数
表 2 极性基与水分子结合
LOGO二来自亲水整理的机理图(2)毛细管效应

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二、亲水整理的机理
2 衣服传湿的模型
由皮肤表面蒸发的气相水分,它向外界扩散是两种方式 同时进行的。一是由衣服内表面的吸湿,然后由衣服的 外表面放湿,二是通过纤维间的空隙及纤维内部气孔向 外散逸。当皮肤表面出汗时, 液相水分向外界的扩散也 是两种方式同时进行的。首先是衣服的吸水,再由衣服 表面的放水(干燥) 。如果皮肤表面不断地供应水分, 那么这种吸水和放水过程会导致衣服的润湿。衣服上的 水分还会沿纤维内气孔及纤维轴迁移 ,因此,水分从皮 肤表面透过衣服的传湿模型如图3所示。

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二、亲水整理的机理
3 影响织物吸水性的主要因素
(1)织物的组织 紧密织物 ,如塔夫绸等;一般吸水性 较差而厚实的变形丝织物吸水性较好。 (2) 单纤维的表面和截面形状 纤维表面有微小凹凸或 截面结构变化的纤维吸水性好。

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二、亲水整理的机理
纯涤纶织物经Permalose TM整理后一般可达到毛细效 应>6cm,静电压<500V,半衰期<3s

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三、亲水整理的工艺
Permalose TM应用注意事项: 1) Permalose TM的热处理以150~170’c效果为好; 2)染色织物热处理温度以140’c为宜,否则染料向纤维 层扩散,影响染色牢度,深度尤为明显; 3) Permalose TM用于漂白涤纶织物,可与涤纶荧光 增白剂同浴进行浸轧烘干后,在180~190’c处理30s 即可;

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二、亲水整理的机理
(3)表面吸附
当纤维置于大气中时,纤维表面(包括内表面)就会吸 附一定量的水汽和其它分子。纤维表层的化学组成和物 理结构不同,对水汽的吸附能力也不同。

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二、亲水整理的机理
(4)单纤维织物的表面和截面形状
纤维表面有微小凹凸或截面结构呈L 型、c 型等不规则 形状的纤维吸水性好。这是因为纤维光滑完整的表面结 构的改变,不仅使比表面积增大,对水分子亲和力增大, 而且利用微孔毛细吸水原理,纤维间空隙保持的水分增 加。因此,异形纤维和表面凹凸化的纤维其吸湿率和保 水率总是高于同组分的圆形截面、表面光滑的纤维。
(3)亲水性基团的种类与数量 亲水性基团的种类是很 重要的,从最近市场上出售的亲水整理剂来看,阴离子 型的效果最大;聚氧乙烯型也很有效,阳离子型的吸水 性虽比较有效,但由于耐热性差,价昂等原因,使用较 少。 此外,亲水整理剂在纤维上的分布对织物吸水性也有 影响。合成纤维要获得吸水性, 对所需亲水整理剂来说, 1%以下就可以了,如在5%以上,会阻塞毛细管,反 而会使水滴渗透受阻。
(2)染色处理 涤纶织物染色还原清洗后,在40’c左右,pH值 5~5.5的Permalose TM稀释液中处理,并逐步升 温至80’c并在此温度保温处理10~20min,再 水洗、烘干,需经高温热处理。

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三、亲水整理的工艺
2 浸轧工艺 采用常规的轧—烘—焙工艺,可以进行湿—湿加 工。务必使织物上施加Permalose TM。
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三、亲水整理的工艺
市售售亲水整理剂按其化学结构,大致可归纳成4种如表 3
表3 亲水整理剂的结构通式

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三、亲水整理的工艺
目前,国内市场常见的亲水整理剂商品约有:亲水整理 剂FS(常州化工研究所有限公司);DP—388A吸湿排 汗整理剂(张家港德宝有限公司)等等。 亲水整理剂中最著名的商品为Permalose,有 Permalose T、TC和TM等品种。 这类亲水整理剂的主组分为嵌段共聚物,其相对分子量 一般为30000左右,其中聚醚嵌段的相对分子量约为 1000左右。嵌段共聚物的熔点为50’c左右,易于分散 在水中的是非离子型水分散体浓度高时呈凝胶状。由于 嵌段共聚物分子结构中有与涤纶分子结构相同的苯环, 因此在高温处理过程中,二者苯环容易形成牢固的锚点, 而亲水性的聚醚链段被锚牢在涤纶的表面,使涤纶由原 来的疏水性表面变成耐久性亲水性表面。不仅如此,涤 纶的抗静电性和易去污性也得到了改善。

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一、 概述
发展历史
亲水整理首先是由作为高级运动服(或训练服)的聚 酯织物提出要有吸水性的要求。开始时,是用ICI公司的 Permalose进行整理。 1974年美国杜邦公司的亲水整理剂 问世,才促进了合 纤织物的亲水整理发展。 从1979年起,聚丙烯腈纤维的吸水性织物盛行。������

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二、亲水整理的机理
其次,水在织物表面润湿和扩散还与毛细管现象有密切 关系。如织物中的毛细管两端都是开放的,而有一端浸 入水中,达平衡时,则毛细管内外高度不同而引起的静 压力 ,如图(2)毛细管压力, 可用式(2)表示。

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二、亲水整理的机理

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三、亲水整理的工艺
根据上述亲水性原理,疏水性纤维(如PET纤维、PTT 纤维等)的亲水化整理主要是使其表面亲水化,常用的 方法有三个: (1)在纤维表面施加一薄层亲水性薄膜; (2)在纤维表面接枝聚合亲水性化合物形成亲水性; (3)用低温等离子体处理,改变纤维表面分子组成,使 之亲水化。 目前已工业化应用的只有在纤维表面施加具有亲水基团 的搞(或齐)聚物,使其表面上覆盖一层亲水膜的方法。 在25’c不同相对湿度时,高聚物中的各种官能团吸附分 子水率如表1

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二、亲水整理的机理
(2)纤维中结晶区和无定型区的作用
纤维微观结构中结晶区和无定型区对纤维的吸湿性能也 有较大影响。纤维中的大分子在结晶区中紧密地聚集而 形成有规则的排列,从而使水分子不容易渗入其中。因 此,纤维的吸湿主要发生在无定型区。除了结晶度影响 纤维的吸湿性外,在同样结晶度的情况下,一般晶区越 小,晶粒表面积越大,晶粒表面未键合的亲水基团也就 越多,纤维的吸湿性也就越强。

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二、亲水整理的机理
一滴水在纺织品表面,可能出现以下所示的情况
图(1)液体的润湿及润湿角(或接触角)

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二、亲水整理的机理
上图中(a)和(d)的接触角分别是0‘和180’的极端 情况,(c)的接触角90‘<接触角<180’,表示基本不 润湿,是拒水拒油整理希望达到的目标,而作为亲水整 理则研究分析(b)的情况是有现实意义的。

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一、 概述
1980年由日本小松精练公司发表的“ 马巴斯加工” 、 三菱公司的“ 莱帕孤加工” 以及高桥练染公司的“阿赛 罗加工”等, 为亲水整理进入第二次全盛时期建立了基础。 进入90 年代以来, 除了出现新的亲水剂、改性手段以外, 更有将各种方法相结合、共同作用的趋势。
由式( 2 )可知, 如暂不考虑重力影响,当接触角小于 90’时,毛细管压力为正,则水能自动进入毛细管如图 (2b)所示 。当接触角=90’时, 毛细管压力等于零, 则表面张力不会引起水运动,水仅受重力和其他外力的 影响。当接触角>90’时,水只有在外力作用下,才能勉 强进入毛细管 如图(2a)所示聚酯纤维经亲水整理后, 能大大降低与水的接触角,从而加速水在织物中渗透。
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亲水整理
蓝广芊
大纲
1
概述
2 3 4
亲水整理的机理
亲水整理的工艺
亲水整理的要求

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一、概述
经印染加工的棉织物,一般已具有良好的吸水性(即亲 水性)。但近年来,人们要求衣着的舒适性,对纺织的 亲水性提出了更高的要求。如日本开发的Water love 整理的纯棉耐久压烫织物,其主要特征之一就是吸水快 和吸水量多。改进纯棉织物的亲水性,主要是加快吸水 速度,。如原来需要4秒钟,现在要求在0.3秒钟内就能 充分吸水。提高棉织物的吸水性,其原理是进一步改进 其亲水性——称为瞬时吸水整理。 经印染加工的合纤织物,其疏水性依然不变;若经特殊 处理后,能使其疏水表面变成亲水性,从而改善其服用 功能性的加工,这就是亲水整理。
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