前言
純棉織物,透氣性好,吸濕性強,穿著舒服,但有一個突出的缺點——經(jīng)過水洗和穿著后易起皺,變形。原因是因為在水或外力作用下,由于棉纖維分子上有很多極性羥基,纖維大分子或基本結構單元取向度提高或發(fā)生相對移動后,能在新的位置上重新形成新的氫鍵,當外力去除后,棉纖維分子間未斷裂的氫鍵以及分子的內旋轉,有使系統(tǒng)回復至原來狀態(tài)的趨勢,但因在新的位置上形成新氫鍵的阻滯作用,使系統(tǒng)不能立即恢復,從而造成折皺。
針對這一現(xiàn)象的免燙整理即使棉纖維大分子或基本結構單元間進行適當?shù)墓矁r交聯(lián)的研究,始于二十世紀三十年代。樹脂整理劑除能夠與纖維分子中的羥基形成共價交聯(lián)鍵,還能沉積在纖維分子之間,從而限制了大分子鏈間的相對滑移,提高織物的防皺性能。
但由于目前普遍使用的樹脂整理劑其本身的化學結構與甲醛有關,因而經(jīng)這些樹脂整理的織物就會殘留一定量的甲醛,這是一種對人體和環(huán)境有害的化學物。
為降低和限制整理織物上游離甲醛,又保持原織物的優(yōu)良性能,針對如TMDD,2D,GQ-810,GQ-800這類價格低的防皺整理劑,配以不同量不同風格的添加劑,進行多次實驗和測試取得了最佳工藝條件和較為理想的免燙效果。
1.實驗
1.1實驗材料
1.1.1實驗對象
128×60純棉卡其織物
1.1.2實驗試劑
TMDD,GQ-810,2D,GQ-800,觸媒均為工業(yè)級
乙酸胺、冰乙酸、甲醛,均為分析純(上海試劑一廠);亞硫酸納,碳酸鈉,均為分析純(上?;瘜W試劑總廠);乙酰丙酮,化學純(上海行知化工廠)。
鹽酸,GQ-270,GQ-271,E-350,GWS纖維保護劑均為工業(yè)級
1.1.3實驗儀器
電熱恒溫水浴鍋上海醫(yī)療器械五廠
KJ-350型自動浸軋染樣機上海染料化工廠)
101-1型干燥箱上海市實驗儀器總廠
TG-328B型電光分析天平上海天平儀器廠)
721型分光光度計上海分析儀器廠
馬頭牌架盤藥物天平上海醫(yī)療器械五廠)
電子強力機溫州大榮紡織標準儀器廠)
1.2實驗及測試
1.2.2實驗方法
1.2.2.1工藝:一浸一軋(帶液率為80%左右)-預烘(120℃×4.5min)-焙烘(T℃×tmin)
1.2.2.2工作液配方:樹脂:60~140g/l,觸媒:10~30%(對樹脂重),添加劑:10~30g/l
1.2.3測試方法
1.2.3.1折皺回復角的測試
按GB/T-3819-83測定。
1.2.3.2釋放甲醛量的測定
按GB/T 2913.1-1998測定。
1.2.3.3撕破強力測試
按GB/T13763-92法測定
2.結果與討論
免燙整理效果可以用折皺回復角,釋放甲醛量和撕破強力指標來衡量。本課題從樹脂用量,催化劑的選擇及用量,焙烘條件,添加劑的選擇等幾個方面來進行實驗。
2.1樹脂用量
棉織物的折皺發(fā)生在無定形區(qū)。在此區(qū)域內,因分子鏈間的相對移動和在新的位置生成新的氫鍵的阻滯作用,易產(chǎn)生折皺。而整理后在棉纖維素無定形區(qū)分子鏈間發(fā)生醚化交聯(lián),增加了一些連接點。分子間作用力增強,提高了分子在外力作后變形的回復力。因此,隨著樹脂濃度的增加,DWRA明顯提高。濃度達一定值后,隨樹脂濃度的繼續(xù)增大,DWRA又明顯下降,如表1所示
表1經(jīng)不同用量的樹脂整理的織物的折皺回復角。
樹脂 | DWRA(°)樹脂用量g/l | |||||
TMDD | 190 | 196 | 221 | 233 | 226 | 211 |
GQ-810 | 190 | 259 | 267 | 256 | 256 | 254 |
2D | 190 | 294 | 259 | 246 | 276 | 255 |
GQ-800 | 190 | 226 | 237 | 247 | 257 | 245 |
*DWRA為干折皺回復角。
通過表1可看出,織物的折皺回復角的增加與樹脂濃度的增加不成線性關系。TMDD樹脂用量低于80g/l時,彈性較差,難以達到免燙要求。當用量達100g/l時,折皺回復角增加很快,彈力增加也很快。繼續(xù)增加用量,折皺回復角又降低,彈力要差些,因此,TMDD樹脂用量在100g/l左右,同樣,由表可以看出GQ-810的最佳用量為80g/l左右,2D的為60g/l,GQ-800的最佳用量為120g/l。
2.2觸媒用量
表2經(jīng)不同樹脂不同用量的觸媒處理的織物的性能。
樹脂用量(g/l) | ||||||
10 | 15 | 20 | 25 | 30 | ||
TMDD | DWRA(°) | 215 | 259 | 255 | 241 | 237 |
釋放甲醛(ppm) | 78.4 | 27.9 | 35.6 | 35.1 | 148.1 | |
GQ-810 | DWRA(°) | 269 | 275 | 272 | 265 | 270 |
釋放甲醛(ppm) | 158.8 | 154.7 | 177.0 | 178.3 | 422.0 | |
2D | DWRA(°) | 259 | 252 | 251 | 240 | 247 |
釋放甲醛(ppm) | 286.6 | 319.7 | 365.3 | 514.4 | 1718.2 | |
GQ-800 | DWRA(°) | 233 | 247 | 233 | 172 | 220 |
釋放甲醛(ppm) | 207.0 | 149.0 | 239.0 | 242.3 | 286.9 |
*DWRA為干折皺回復角。
一定量的催化劑能夠促進樹脂與纖維素大分子的交聯(lián)反應的進行。不同用量的觸媒處理的樹脂整理的織物性能見表2。由表2中的DWRA和釋放甲醛結合考慮可得出:相對于樹脂用量,觸媒用量在10%時,交聯(lián)反應不充分,用量在15%時,折皺回復角較大,同時釋放甲醛量較少,用量超過15%,折皺回復角略小,但釋放甲醛量較高,因此,對于100g/lTMDD而言,觸媒的最佳用量為樹脂的15%,對于80g/l的GQ-810而言,觸媒為10%,120g/l的GQ-800,觸媒的最佳用量為15%。FL)
2.3焙烘條件
表3不同樹脂的焙烘條件對織物的折皺回復角的影響。
焙烘溫度℃ | 150 | 160 | 170 | 170 | 180 | 160 | |
(焙烘時間) | 5′ | 4′ | 3′ | 2′ | 1′ | 3′ | |
10g/l TMDD 15%觸媒 | DWRA(°) | 238 | 265 | 257 | 255 | 257 | 262 |
釋放甲醛量(ppm) | 36.7 | 21.5 | 30.3 | 34.3 | 25.5 | 27.1 | |
TS(N) | 36 | 45 | 29 | 23 | 34 | 35 | |
80g/l GQ-810 15%觸媒 | DWRA(°) | 250 | 275 | 263 | 261 | 274 | 278 |
釋放甲醛量(ppm) | 154.6 | 155.2 | 150.0 | 153.2 | 157.7 | 145%6 | |
TS(N) | 29 | 32 | 26 | 27 | 29 | 39 | |
60g/l 2D 10%觸媒 | DWRA(°) | 240 | 245 | 252 | 250 | 258 | 248 |
釋放甲醛量(ppm) | 282.4 | 287.8 | 294.2 | 299.2 | 277.6 | 289.0 | |
TS(N) | 35 | 36 | 24 | 31 | 41 | 36 | |
120g/l GQ-800 15%觸媒 | DWRA(°) | 235 | 237 | 242 | 241 | 250 | 237 |
釋放甲醛量(ppm) | 162.7 | 166.0 | 161.0 | 172.5 | 138.0 | 155.5 | |
TS(N) | 34 | 37 | 33 | 32 | 42 | 38 |
觸媒的用量相對于樹脂重
TS為撕破強力。