织物特种整理方法

2016-12-16 15:25

特种整理:将物理和化学方法结合起来,赋予织物某种特定性能的整理。

如防护整理:防水、防火、防霉、防油污、防寒、防原子能辐射等。

防熔融、防起毛起球等。

§1防水整理

一、概况

1、防水整理:对织物进行涂层,使水和空气都不能透过。

2、拒水整理:使纤维表面的亲水性变为疏水性,织物既透气又不易被水润湿。

二、拒水整理的测试方法

1、淋水性能测试

2、耐水压性能试验:连通管型水压仪

3、耐洗性能测试

耐测久性的重要指标,试样呈于1:40浴比的5g/L中性肥皂2g/L纯碱的溶液中,于95℃皂洗30′,干燥后,再测淋水性和耐水压性能,用耐洗次数表示防水剂耐久性。

三、拒水整理的方法

根据整理效果的耐久性,可分为耐久和不耐久两类

(一)铝皂法

属不耐久性整理,但成本低,加工方便

1、二浴法

配制乳液→浸轧→烘干→浸轧(醋酸铝溶液)→烘干

过程复杂,现已少用

2、一浴法

配制乳液(醋酸铝+石蜡肥皂乳液)→浸轧(20g/L,pH=5,室温or55~70℃)→烘干

注意:(1)明胶用量适当,多,乳液稳定,但拒水效果↓。

(2)前处理充分,不含碱性,酸性or亲水性表面活性剂。

(二)耐久性拒水整理

1、防水剂CR:脂肪酸铬络合物,耐久性较高。

商品有效成份30%,焙烘时损伤fibre,不适宜浅色or薄织物加工。

2、防水剂PF:属长链脂肪烃的铵化合物。

3、防水剂AE:硬脂酸与氨基树脂初缩体反应产物与石蜡乳液混合物

羟甲醚可与纤维素反应or自身缩聚

浸轧(pH=4.5~5.5)→烘干→焙烘皂洗→水洗→烘干

4、有机硅:新型防水用剂,一般为线型聚硅氧烷。

拒水效果好、耐久、且是良好的柔软剂,可改善撕破强力。

加工时溶于有机溶剂中or制成乳液

浸轧(有机硅乳液)→烘干→焙烘

四、拒水原理

1、粘着力

2、润湿拉力

3、临界表面张力

结论:用具有较大接触角,临界表面张力较小的物质做拒水整理剂,较理想。

4、液体在有小孔而粗糙的表面上接触角

拒水整理剂使用到织物上去后,获得接触角,较整理剂本身组成的光滑平面的接触角大些,且织物的结构在一定范围内越松散,拒水性↑(但织物越松散,越易产生透水现象)。

对棉织物,最好在干态有较大孔隙,润湿后通过溶胀变得紧密。

拒油剂:全氟烷基丙烯酸酯

整理剂能在织物表面聚合成膜,含氟基团有规则地向外整齐排列。

§2防污整理(SR整理)

一、概述

1、防污整理的意义

污垢:干污:灰尘等固体微程,机械地附着

油污:油脂及所粘附or溶解的物质。

污垢影响色泽,气味和手感。

2、防污整理的概念

有两种涵义。

(1)拒污整理

增强fibre表面亲水性能,减少对油污的吸附,提高织物的防油性,一般采用含氟有机化合物进行整理。

(2)去污整理(SoilRelease)

沾污后易于洗去和洗涤时不再沾污。

二、防污整理的方法

1、拒油整理

油污表面张力约30达因/厘米,而含氟聚合物表面张力约18~25达因/厘米左右,∴采用这类物质处理织物可↓表面张力达到拒油作用。

织物特种整理方法

特种整理:将物理和化学方法结合起来,赋予织物某种特定性能的整理。

如防护整理:防水、防火、防霉、防油污、防寒、防原子能辐射等。

防熔融、防起毛起球等。

§1防水整理

一、概况

1、防水整理:对织物进行涂层,使水和空气都不能透过。

2、拒水整理:使纤维表面的亲水性变为疏水性,织物既透气又不易被水润湿。

二、拒水整理的测试方法

1、淋水性能测试

2、耐水压性能试验:连通管型水压仪

3、耐洗性能测试

耐测久性的重要指标,试样呈于1:40浴比的5g/L中性肥皂2g/L纯碱的溶液中,于95℃皂洗30′,干燥后,再测淋水性和耐水压性能,用耐洗次数表示防水剂耐久性。

三、拒水整理的方法

根据整理效果的耐久性,可分为耐久和不耐久两类

(一)铝皂法

属不耐久性整理,但成本低,加工方便

1、二浴法

配制乳液→浸轧→烘干→浸轧(醋酸铝溶液)→烘干

过程复杂,现已少用

2、一浴法

配制乳液(醋酸铝+石蜡肥皂乳液)→浸轧(20g/L,pH=5,室温or55~70℃)→烘干

注意:

(1)明胶用量适当,多,乳液稳定,但拒水效果↓。

(2)前处理充分,不含碱性,酸性or亲水性表面活性剂。

(二)耐久性拒水整理

1、防水剂CR:脂肪酸铬络合物,耐久性较高。

商品有效成份30%,焙烘时损伤fibre,不适宜浅色or薄织物加工。

2、防水剂PF:属长链脂肪烃的铵化合物。

3、防水剂AE:硬脂酸与氨基树脂初缩体反应产物与石蜡乳液混合物

羟甲醚可与纤维素反应or自身缩聚

浸轧(pH=4.5~5.5)→烘干→焙烘皂洗→水洗→烘干

4、有机硅:新型防水用剂,一般为线型聚硅氧烷。

拒水效果好、耐久、且是良好的柔软剂,可改善撕破强力。

加工时溶于有机溶剂中or制成乳液

浸轧(有机硅乳液)→烘干→焙烘

四、拒水原理

1、粘着力

2、润湿拉力

3、临界表面张力

结论:用具有较大接触角,临界表面张力较小的物质做拒水整理剂,较理想。

4、液体在有小孔而粗糙的表面上接触角

拒水整理剂使用到织物上去后,获得接触角,较整理剂本身组成的光滑平面的接触角大些,且织物的结构在一定范围内越松散,拒水性↑(但织物越松散,越易产生透水现象)。

对棉织物,最好在干态有较大孔隙,润湿后通过溶胀变得紧密。

拒油剂:全氟烷基丙烯酸酯

整理剂能在织物表面聚合成膜,含氟基团有规则地向外整齐排列。

§2防污整理(SR整理)

一、概述

1、防污整理的意义

污垢:干污:灰尘等固体微程,机械地附着

油污:油脂及所粘附or溶解的物质。

污垢影响色泽,气味和手感。

2、防污整理的概念

有两种涵义。

(1)拒污整理

增强fibre表面亲水性能,减少对油污的吸附,提高织物的防油性,一般采用含氟有机化合物进行整理。

(2)去污整理(SoilRelease)

沾污后易于洗去和洗涤时不再沾污。

二、防污整理的方法

1、拒油整理

油污表面张力约30达因/厘米,而含氟聚合物表面张力约18~25达因/厘米左右,∴采用这类物质处理织物可↓表面张力达到拒油作用。

(1)聚全氟丙烯酸酯乳液:一般浓度为30%

RF—全氟烃基

RF至少应为C3F4

而C7F15则防油效果较理想。

整理工艺:

浸轧(织物上沉积全氟化物量0.5~1%)→烘干→焙烘(120~150℃,5′~10′)→皂洗、水洗、烘干

(2)全氟羧酸铬络合物

(3)含氟整理剂与防水剂混合使用

用有机氟整理剂处理后的织物,润湿后,因棉fibre吸水膨化,将全氟化合物生成的薄膜挤破,拒油性↓,加耐久性防水剂,将改善这一现象,且使成本↓。

上述方法缺点是一旦被沾污,油污去除较困难,也容易被洗液中的油污再沾污。

2、易去污整理

适合于合纤及其混纺织物的整理,常用的整理剂有

(1)聚环氧乙烷与聚对苯二甲酸乙二酯的嵌段共聚物

工艺过程:

浸轧(织物带1~3%固体整理剂)→预烘→拉幅→焙烘(180~200℃,30s)→皂洗、水洗、烘干。

对漂白织物,则焙烘后先用H2O2(pH-9.5)在80℃漂白后皂洗烘干。∵该整理剂不耐强碱。

(2)丙烯酸型

主要是丙烯酸、甲基丙烯酸及丙烯酸酯的共聚物

系亲水性物质,包覆fibre能↓fibre的亲水性,该物质在碱性洗液中呈阴离子性,油污粒子在洗液中亦同样呈阴电荷,∴覆盖在fibre上的丙烯酸酯共聚物,能将油污排斥而脱离织物,另外丙烯酸酯其聚物在洗液中有剧烈的膨胀作用,停留在织物表面,纱线间隙中的油污,亦可排挤到洗液中去。

这种整理剂有不同的合成组分,一般控制羧基含量40%左右。

整理实例:

工作液(g/L):丙烯酸型易去污乳液(20%)20~25

渗透剂0.5~1

水79.5~74

工艺(安排在树脂整理后):

二浸二轧→预烘(80℃)→拉幅→焙烘(160℃,3~5′)→皂洗→(60~65℃)→热水洗冷水洗→烘干。

§3阻燃整理

一、阻燃整理的意义

1.阻燃整理是指经过整理的织物具有不同程度的阻止火焰蔓延的能力,离开火源后,能迅速停止燃烧。

2.织物的可燃性

(1)着火性:即着火点高低,表示起火的难易。

(2)燃烧性能:在特定条件下,样品燃烧的速率。

(3)燃烧的毁坏性:燃烧中,通过热传导使皮肤T↑,引起灼伤。还有烟及有毒气体的危害。

纤维按燃烧性能一般分为:

(1)不燃性:玻璃fibre、石棉、钢铁纤维等。

(2)难燃性:聚氯乙烯,聚丙烯腈等

(3)可燃性:羊毛,Silk,涤纶、尼龙等

(4)易燃性:纤维素fibre,硝化纤维素

3.阻燃(整理)效果的评定

(1)垂直燃烧试验样法:试样于阻燃试验仪中,固定试样,使试样下端离灯口距离为19cm,调节火焰高度为38mm,试样12S取出,计算剩余燃烧时间和阴燃时间。

(2)测需氧指数(OI)

OI指样品在N2、O2混合气体的环境中保持烛状燃烧所需O2的最小体积分数,即

二、阻燃整理的方法

阻燃整理有三个途径:

(1)竭燃法:阻燃剂与纤维素fibre以离子键or共价键结合,使其在fibre中不溶解而获得耐久性阻燃效果。

(2)原液法:将阻燃剂直接加入到纺丝液中。

(3)共聚法:将阻燃剂加入到聚合物链段中,使织物具有耐洗、耐漂、耐汗渍等合格牢度,并不致被皮肤吸收。

印染厂主要采用第一种方法:

(一)、无机阻燃剂整理:

1.金属氧化物和卤化物:如钛、锑的氧化物、卤化物,一般制成悬浮液。

不耐久、手感粗,最好与其它阻燃剂一起使用,主要用于厚重织物如帐逢等。

2.硼砂(Na2B4O710H2O)

一般与硼酸按1∶1或7∶3混合使用。价廉,不耐洗,用于室内不常洗织物。

3.磷酸盐

Zn3(PO4)2、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4等,单独or与其他阻燃剂混合使用,手感硬,最好与Ti(HSO4)4一起使用。

浸轧(10~32%尿素+5~16%(NH4)2HPO4)→烘干→焙烘→水洗→浸轧(25~50%Ti(HSO4)4)→碱洗→烘干(or再浸轧3%聚乙烯乳液)

(二)有机磷阻燃剂

1.THPC(四羟甲基氯化磷)

①系白色,可溶于水和低级醇的结晶化合物

②THPC的水溶液具有酸性:

③能与胺、酰胺、酚、醇等反应。

④与纤维可发生类似反应,据此推例,THPC在纤维分子间形成交联:

⑤整理工艺:THPC—酰胺(proban)

处方:THPC,NaOH(or2.5%Na2CO3)尿素TMM柔软剂

16%1%9.7%1%0.1%

浸轧整理液→烘干焙烘水洗、烘干

⑥特点:阻燃性↑,但机械性能↓手感粗,有吸氯泛黄现象

2、PyrovatexCP

工作液组成:阻燃剂,缓冲剂,稳定剂,催化剂,柔软剂、固着剂等。

浸轧(CP)→浸轧(TMM)→烘(85℃)→焙烘(160℃)→碱洗、水洗

特点:阻燃性高,强力损失小。

上述阻燃整理剂一般对涤纶不起作用,故涤/棉混纺织物的阻燃整理必须按纤维特性分别选用适当的整理剂。

涤纶属热塑性fibre,260℃熔融,560℃燃烧,燃烧时or移开火源,涤纶熔融物滴落且收缩,火焰可自行熄灭。但在涤/棉混纺物中,棉fibre会形成支架作用,阻止熔体滴落,而使其继续燃烧,涤纶失去了自熄作用,且涤纶较高的燃烧热,会加速棉fibre的燃烧,致使燃烧现象更为复杂,比纯纺者更危险,目前还没有理想的阻燃剂。

涤/棉阻燃整理工艺:

涤组分用三(2,3一二溴丙基)膦酸酯(TDBPP),棉组分用THPC,两种整理剂可用同浴浸轧处理。

要求:两种整理剂有相容性,能在同一条件下固着。

工艺流程:

浸轧→烘干→热溶(180~200℃)→皂洗(70~80℃)→水洗→烘干

特点:耐久性↑,服用性能↓,有机膦对人体健康有一定危害。


三、阻燃机理

1.织物燃烧机理

(1)燃烧现象可分为有焰燃烧和无焰燃烧两种,前者是fibre热裂解时形成的气体or挥发性液体的燃烧,后者则是残渣(碳)的氧化。

(2)fibre的燃烧与其热裂解的产物有关,不同fibre的热裂解过程不同。

2.阻燃机理

(1)覆盖论:阻燃剂在>500℃时能在fibre表面形成有隔绝作用的覆盖层,除阻碍O2供应外,还阻止可燃气体向外扩散,从而达到阻燃目的,如硼砂-硼酸。

(2)气体论:

一是阻燃剂在燃烧温度下,分解出不燃气体,将可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下;另一种是阻燃剂在加热条件下,能作为活泼性较高的游基转移体,从而阻止了游离基反应的进行。

(3)热论:

一是阻燃剂在高温下发生吸热变化,如熔融和升华,从而阻止燃烧蔓延,另一种则是fibre迅速散热,使织物达不到燃烧温度。

(5)催化脱水论

主要指改变fibre的热裂解过程。由于阻燃剂能使纤维素分子链在断裂前发生迅速而大量的脱水,甚至发生某些交联作用,阻止左旋葡萄糖的生成,使有焰燃烧得到抑制。

有机磷化合物的阻燃作用是由于它可与纤维素分子中的羟基形成酯,阻止左旋葡萄糖的形成,且进一步使纤维素脱水,生成不饱和双键,促进纤维素分子间形成交联,增加碳状物的形成,阻阴燃效果较好。只有当整理剂用量提高到10%后,才能有效阻止有焰燃烧。