纳米三防后整理技术的进展最近更新时间：2009年5月15日提供商：美国科诺工业有限公司资料大小：0文件类型：/下载次数：0次资料类型：浏览次数：149 次相关产品：详细介绍：[摘要]综述了“三防"多功能后整理技术的进展,重点讨论了有机氟“三防"整理剂的相关情况,对纳米整理技术的应用也作了简单的介绍。

[主题词]有机氟拒水拒油拒污整理剂1 前言随着经济和社会的发展，人们生活质量的提高，单一功能的纺织品已远远不能满足人们的需要，多功能整理的纺织品因其优良的性能正越来越受到人们的关注和喜爱。

“三防"(拒水、拒油、拒污)整理就是在织物上施加一种或数种整理剂，改变织物的表面性能，使织物不易被水和常见油污所润湿或沾污。

“三防"纺织品可广泛应用于服装面料、厨房用布、餐桌用布、装饰用布、产业用布、军队用布、劳保用布等领域。

目前常用的拒水整理剂主要有以下几种[1][2]英国ICI公司的Velan PF,是硬脂酸酰胺亚甲基吡啶氯化物。

在国内的商品名为防水剂PF。

本类产品没有明显的拒油性能，也不符合环保要求。

Ciba-Geigy的Phobotex FTC、FTG及国产的AEG，MDT，MWZ等，是羟甲基类拒水整理剂。

本类产品没有明显的拒油性能，在整理过程中无有害物质释放，但整理后的织物中残留大量甲醛，仍不符合环保要求。

石蜡-铝皂类拒水整理剂符合环保要求，但不耐久，同时也没有明显的拒油性能。

美国Dow Corning 公司的Silicone conc V、德国Bayer公司的Perlit SI-SW等是有机硅类拒水整理剂。

本类产品具有优良的拒水效果，但没有明显的拒油性能。

美国加州Nano-Tex公司的Nano-Care是纳米型整理剂，具有较好的拒水拒油性能。

法国Atochem公司的Forapel、美国3M公司的3589、3585系列、美国Du Pont 公司的Teflon系列、德国Hoechest公司的Nuva、日本旭硝子的Asahiguard AG-480、AG-415和AG一710、日本大金公司的TG-410、TG-421和TG一527、日本日华的EC5O、深圳先进公司的WRS-C35等都是有机氟型整理剂，具有良好的拒水拒油性能。

本文主要论述这类整理剂的研究进展,同时对纳米拒水拒油整理剂作一简要介绍.2 有机氟聚合物的结构、作用机理及联合增效效应[3]通过适当的整理工艺, 有机氟聚合物可以赋予织物保护层，从而使织物具有“三防"功能。

特殊改性的有机氟聚合物同其他普通聚合物不同，它具有全氟化侧基。

聚合物骨架主链本身不含氟，但却是聚合物重要特征的载体，它影响聚合物膜的形成、膜的硬度和在织物基体上的牢度。

反应性侧基把聚合物固定在基体上，使得聚合物具有水洗牢度。

有机氟聚合物可以把织物表面能降低到油、水、和污渍不能浸润和穿透纤维的程度。

这种作用的最佳整理效果体现在有机氟聚合物能够形成无缝的看不见的保护膜，这层膜把纤维包裹起来。

液态无溶剂时纠缠在一起的有机氟聚合物在膜成型时在纤维表面扩展开来，含氟侧链在干燥处理时的热作用下伸直取向。

同时，聚合物通过反应基团或在端基封闭的异氰酸酯助促进剂作用下与纤维牢固结合。

有机氟聚合物处理方法与织物表面张力的依赖关系如图1所示:有机氟树脂与其它组分混合时，表现出良好的联合增效效应。

De Marco和Dias研究了含氟拒水剂与吡啶型拒水剂、石醋乳液混用时的增效性能。

利用联合增效效应不仅大大提高产品的性能，对降低成本也具有重要意义，虽然各种疏水性烃类与有机氟有协同作用，但有机硅防水剂则会降低其拒油性。

当有机硅化合物与有机氟化合物形成一个分子时，则表现出有机氟的特性。

3 含氟表面活性剂的合成在常规的碳氢链中,若分子中氢原子被氟原子全部或部分取代,称此分子为碳氟链结构。

若表面活性剂分子的疏水基是碳氟链结构,则称这种表面活性剂为含氟表面活性剂。

目前所使用的含氟表面活性剂,大部分为疏水基碳链全氟化的,如:n-C8F17SO3Na、n-C7F15CONH(CH2)3N+(CH3)3I-、C10F19O(C2H4O)23C10F15等。

在含氟表面活性剂的合成中,工业生产一般有三种方法[5]：3.1 电解氟化法在无水氟化氢中对羧酸进行电解，可制得全氟酰化物：C n H(2n+1)COOH+(2n+2)HF→C n H(2n+1)COF当用酰卤或磺酰氯代替羧酸进行电化学反应时，可以得到产率较高的全氟化合物。

例如，辛酰氯或磺酰氯在阳极周围进行电解氟化合物，烷基上的氢被氟置换，从而得到全氟化合物，变化情况如下：3.2 调聚法以CF3I、C2F5I、(CF3)2CFI等全氟烷基碘调聚四氟乙烯、全氟丙烯等全氟烯烃，制得的低聚调聚物，可用作各种含全氟烷基化合物的中间体，其反应式为：全氟烷基碘不能与亲核试剂如OH-、NH3等直接进行亲核反应，而且也不能直接转变为氟碳拒水剂的中间体，但全氟烷基碘可以与乙烯反应：在烷基碘分子中，碘原子经过亚甲基-CH2-与全氟烷基隔开，则很容易和亲核试剂发生反应，转变成合成多功能整理剂的中间体。

3.3 齐聚法把四氟乙烯、全氟丙烯等全氟烯烃，以氟化钾、氟化铯等为催化剂中进行聚合，制得低聚物。

四氟乙烯齐聚时，五聚体占50%以上，四聚体、六聚体、七聚体占10%-l5%，生成物都是异构化烯烃，不生成α-烯烃。

全氟丙烯齐聚得到二聚体和三聚体混合物，内部均是链烯烃结构，进而可合成各种齐聚物。

世界上生产含氟防水防油剂的厂家大部分采用调聚法合成含氟表面活性剂,见表1[6]4 含氟防水防油剂的合成[4],[7],[8],[9]含氟防水防油等多功能整理剂大多是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类的乙烯类聚合物,有关文献报导的主要差异在于全氟烯烃基和聚合物主链之间的链接不同。

4.1 全氟羧酸铬络合物例如美国3M公司的Scotchgard FC-805,反应式如下:它与纤维素纤维形成共价键,反应式如下:由于是共价键结合,故耐洗性优良,同时由于全氟烷基排列于外层,而且全氟烷基中末端-CF3基均匀致密地覆盖于最外层,所以具有良好的防水和防油效果,但铬离子的存在,会使织物呈绿色。

若与铝、锆类防水剂混用,则可消除此缺陷。

4.2 丙烯酸氟烃酯类树脂例如美国3M的Scotchgard FC,杜邦的Zepel,日本大金Unidyne TG,旭硝子的Asahigard AG,汽巴Oleophobol C等,其聚合反应如下：拒水和拒油性与碳链长短有关，可用丙烯酸酯作共聚单体共聚。

大多为水乳液,其离子性一般是根据使用的乳化剂而定,常用的有阳离子型和非离子型。

还有一种是溶剂型,一般采用四氯乙烯、三氯乙烯、偏氯乙烯作溶剂。

4.3 丙烯酸氟烃磺酰氨基乙酯例如日本油墨的Dicguard,主要起防污作用,结构式如下:合成时通常以全氟烷基磺酰卤为原料,与乙胺、乙醇胺等反应,然后再引入丙烯酸。

4.4 含亲水链段的含氟易去污剂例如大金的Unidyne TG-991,分子结构中除含有全氟烷烃的疏水链之外,同时还含有羟基、羧基、聚醚等亲水性链段。

在空气介质中,其含氟链定向分布于布面上,亲水链段在表面下,表现出防水防油性,但当织物转入水中,亲水链段分布于表面,疏水链段分布于表面下,从而改善润湿性,有利于去污。

烘干后,两种链段的分布位置又转换过来。

5 有机氟整理应用研究实例赵玉萍等采用含氟树脂对棉织物的拒水拒油整理工艺进行了研究[10]。

得出整理的最优工艺为:AG-480浓度为4%、NBP-75浓度为1%,85-5℃烘干，170℃焙烘1min。

整理后织物强力与透气性变化不大,织物的服用性能基本不受影响。

杨琪芬等采用含氟整理剂Sriproof WORF与交联剂Srires DINF复配,对真丝绸进行了拒水拒油整理[11]。

试验结果表明,当含氟树脂质量浓度为30-5g/L,交联剂用量为10-14%(对有机氟质量)时,整理效果最好。

陈秋等采用Ciba的聚四氟乙烯(50－60g/L)进行三防整理[12],工艺流程为;浸轧整理液à预烘à定形(160-165℃,30秒)à成品。

经过整理,麂皮绒具有较好的拒水,拒油,防污功能。

谢孔良等对有机氟树脂与其它助剂的联合增效效应进行了广泛的研究[13]。

选择了不同结构的交联树脂FR-ECO、六羟树脂、2D树脂,研究了不同树脂对防水防油剂FX-190交联性的影响,结果见表2.注：1#：3%FX-190+2%PF；2#：1#+5%交联剂FR-ECO+1%MgCl2，pH=5；3#：1#+2%六羟树脂+1%MgCl2，pH=5；4#：1#+2%2D树脂+1%MgCl2，pH=5。

从表2可以看出：交联剂的使用对FX-190与PF复配的协同增效作用有很好的促进。

协同作用对织物的强力也有一定的影响，影响见表3。

注:复配物是FX-190 5%+PF 3%+2D 2%+1%MgCl2采用FX-190与PF及2D树脂复配后,与单独使用防水剂PF相比,强力得到明显改善。

合适的催化剂和工艺条件可以使防水防油性能得到明显的提高。

林小琴等研究了交联树脂DS-202与防水防油剂DS-105共用[14],并配以适当的催化剂、pH值调节剂,认为能与阻燃剂同浴使用,从而获得良好的“五防"(防静电防火防水防油防污)效果。

董瑛等对AG-480在涂料印花织物上的应用进行了研究[15],认为只要操作得当,当AG-480用量为3-4%,氨基硅柔软剂ASE-20用量为1%,110℃烘干，170℃焙烘2min即可达到良好的效果(拒水达90分以上,拒油达5~6级)。

刘殿锁等对Oleophobol系列产品与阻燃剂Pyrovatex CP相结合整理的工艺进行了生产实践[16] ,认为只要半制品达到规定要求, Oleophobl C用量在60克/升,按浸轧→烘干→焙烘整理后的产品有良好的阻燃与三防效果,防水达100分,拒油在6级,五次洗涤后防水仍有80分,拒油也有5级。

卢承部等对涤麻棉织物的三防整理进行了研究[17],其测试结果如表4所示：注：含氟整理剂(具体名称没有透露)浓度:32克/升,MgCl2:0.2克/升,冰醋酸:0.5克/升,三聚氰胺:6克/升,异丙醇:10mL/L;85~90℃烘干,然后在175℃焙烘90秒。

袁文勇等对羊毛机织产品的“三防"整理进行了生产实践[18]，认为含氟“三防"整理剂效果较好，其用量在30~60克/升即可，采用慢烘干(100－105℃)、缓焙烘(150℃X5min)工艺可获得满意的效果,整理后织物经测试拒水为100分,拒油可达5级,干洗后,拒水仍有80分,拒油也有3级。

他们在生产中发现，在起毛类羊绒产品上的整理难度较大。