纺织导报-功能性纺织品新型后整理技术研究动向.pdf

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1、D y e in g 功能性纷织品; 新技术 中图 分类号: T S 1 9 5文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 3 一 3 0 2 5 ( 2 0 0 3 ) 0 6 一 0 1 2 2 一 0 3 东华大学国家染整工程技术研究中心 谢孔良 功能性纺织产品及功能性后整理技术 ( 如柔软、拒 水、 拒油、 阻燃、 亲水等) 已成为印染产品重要的品种和 关键技术之一，是纺织品的重要加工工序，直接决定着 最终产品的质量和水平。功能性纺织产品与染整工艺技 术、 染整加工设备、 染料、 助剂和环境保护等密切相关， 任何一方的缺陷都会影响最终纺织品的质量。随着科学 技术的发展， 有关功能性纺织产

2、品及功能性后整理技术， 如拒水、 拒油、 阻燃、 抗紫外、 生物酶技术等已广泛应用 于生产中。 1 等离子体技术 近年来，等离子体技术在染整工艺中的应用正日 益 引人注目。其特点为:( 1 )等离子体处理属于固体与气 体之间的直接反应， 是一种不需水、 化学品的干式加工， 可大幅度节水、 节能， 减少环境污染;( 2 ) 选择合适的等 离子体处理对织物表面进行物理刻蚀，可改变织物表面 特性，如亲水性、泼水性、泼油性、表面粗糙度等。 等离子体技术在后整理方面具有广泛的发展前景， 可用于疏水性材料的亲水改性， 例如通过压力2 5 P a 、 功 率1 0 0 W,氧气或氮气气氛下，对丙纶薄膜进行等

3、离子 体处理。发现氧气或氮气等离子体处理都能引入极性基 团提高丙纶的亲水性，降低其接触角，氧气等离子体处 理可以增加含氧量，而氮气等离子体处理可以在薄膜表 面引入一定量的含氮官能团。 通过光电子能谱( X P S ) 研究发现等离子体在薄膜表 面有两种相互竞争的反应:基团引人和刻蚀。扫描电镜 ( S E M) 的研究也证实氧气等离子体的刻蚀作用会在材料 表面形成白斑或沟槽，使表面粗糙化。利用等离子体技 术也可以提高羊毛的防毡缩性能，羊毛织物经氮气或氧 气等离子体处理后， 由于极性基团引入和物理刻蚀作用， 能有效地提高羊毛织物的防毡缩性能。 作者简介: 谢孔良，男，1 9 6 4 年生， 教授，

4、上海， 2 0 0 0 5 1 S E M对等离子体处理羊毛表面的研究发现: 短时间 的等离子体处理可以对羊毛的鳞片结构造成明显的物理 破坏。X P S 的测试结果也表明氧气氮气等离子体处理可 以降低羊毛表面的含C量， 增加O , N和S 的含量。 等离 子体处理后的羊毛表面产生了原来没有的一 S o x 结构， 增 加反应点，从而更有效地提高羊毛的防毡缩性能。 从技术应用的角度来看，等离子体处理技术作为一 种有效的表面处理技术，能够在纺织印染企业的日 常生 产中替代一部分传统湿处理加工，并可开发出一些更新 的、处理效果更好的功能整理产品。 2 天然功能材料的应用 随着人们对纺织产品的安全、

5、健康、 舒适性的关心， 一些来自于天然的物质用于后整理重新引起人们的关注， 一些医药研究部门也开始研究将一些中草药用于纺织品 的后整理。 可用于功能整理的种类大体可分为动物类( 蛋 白质类)和植物类两种。在动物类中，甲壳质和脱乙酸 壳聚糖的衍生物正用于后加工。此外，胶原、毗咯烷酮 梭酸、透明胶质、三十碳六烯等也受到人们的关注。植 物类功能整理剂主要有青森丝柏油、日柏醇、艾蔓提取 物、 芦荟、 甘草等， 它们正被用于处理纤维、 衣料， 以实 现保湿、 抗菌防臭、 防虫、 消臭效果的目标。 东华大学研 究的天然香料微胶囊化产品已获得应用， 产品有花香、 茶 香、木香、草香等香精。 上述整理主要考虑

6、到天然物质对人体有较高的安全 性，通过使用天然材料来达到芳香去病、精神镇静、抗 菌防臭、 保湿、 吸湿、 消臭、 防污、 抗静电等， 进而达到 对特异反应症、 过敏性皮炎给予低刺激性的加工效果， 是 一种保健产品的加工。 3 亲水透湿加工 近来人们越来越多地关注舒适性纺织品的发展，舒 适性纺织品的重要指标即亲水透湿性能。合成纤维本身 没有吸水性，早期通过抗静电加工来提高其亲水性，但 了 君_鬓 纺织导报 C h i n a T e x t i le L e a d e r - 2 0 0 3 N o .6 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase f

7、rom www.PDFWatermarkR to remove the watermark D y e in g 要求织物既具有良好的免烫 性能又具有防水防油和阻燃性能。因此研究各种化学品 的协同性能对开发纺织新产品具有重要意义。 国家染整工程技术研究中心对后整理技术的联合增 效效应进行了广泛的研究，例如选择不同结构的交联树 脂F R一 E C O、六经树脂、2 D树脂，研究了不同品种树 脂对防水防油剂F X一 1 9 0 交联性的影响，结果见表2 , 从表2 中可以看出:交联剂的使用对F X一 1 9 0 与P F + 3 N 白， 3 盛 州致, a :.、 ， 一 国外推出的纳米材料P

8、e r f i n 0 3 产品也是类似的化合 物， 在免烫整理上的应用工艺见表4 。 表5 列出了其免烫 性能。从免烫效果看，加入P e r f i n 0 3 后，耐久压烫性能、 强力、甲醛释放量都得到理想的结果。 表4 织物免烫配方g / L 表2不同的交联剂对F X一1 9 0 与防水剂P F 复配使用性能的影响 加 P e r f i n 0 3不加 P e r f i n 0 3 16712030 洗涤 次数 1 “ 2 “ 3 “ 4 “ T / C C T/ C C T / C C T/ C C 6 41 0 0 6 + / 1 0 0 6 + / 9 0 6 + / 9 0

9、- 6 / 8 0 6 / 8 0 - 6 / 7 0 - 6 - / 6 0 5 + / 1 0 0 6 / 1 0 0 - 6 / 1 0 0 6 + / 1 0 0 6 + / 1 0 0 6 + / 1 0 0 6 / 9 0 + 5 + / 1 0 0 6 / 1 0 0 6 / 1 0 0 - 6 / 8 0 6 / 8 0 6 / 8 0 6 / 8 0 5 / 7 0 5 + / 1 0 0 6 / 1 0 0 - 6 / 1 0 0 - 6 48 0 6 - / 8 0 - 6 - / 7 0 6 - / 7 0 5 / 7 0 - 6 / 1 0 0 6 + / 1 0 0

10、 6 + / 1 0 0 6 + / 9 0 + 6 / 9 0 6 / 9 0 - 6 / 8 0 - 6 - / 7 0 5 + / 1 0 0 6 / 1 0 0 - 6 / 1 0 0 - P e r f i n 0 3 2 D树脂 M g c I, 6 H ,O 柔软剂 表面活性剂3 - 60 .1 1 2 0 3 0 3一 6 0 . 1 姗撇朴6/70 90-80-80-/70 6/6/6j6- ii := 5 1 . ; 3 %F X一 1 9 0 + 2 %P F , 2 “ : I “ + 5 %交 联剂F R 一 E C O + 1 %M g C I , ， p H M

11、g c I , I “ + 2 %六拄树脂+l % M g c I,， p H = 5 ; 4 “ : 1 1 + 2 %2 D 树脂+ 1 % p H =5 . 将笼状化合物引入到氟碳聚合物高分子上，形成带 笼状结构的氟碳聚合物体系。由于笼状结构内部可以捕 捉带有阴离子的化合物，因此对染料具有常规化合物不 可比拟的优良络合性，这类结构的化合物已引起人们的 关注。国家染整工程技术研究中心将笼状结构化合物引 入到带有氟碳链段的聚合物上，研究了这类材料 ( E S - 姗姗洲洲5/705/60 纺织导报 C h i n a T e x t i l e L e a d e r 2 0 0 3 N o

12、 . 6 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark D y e in g丘F i n is h i n g a n d R e l a t e d C h e mic a l s 3 0 )在染色和印花过程中对染料的络合能力及防沾色效 应。 表7 聚合物E S一3 0 浓度对沾色的影响 0 0 . 2 0 . 5 表5 免烫效果 加P e r f i n 0 3不加P e r f i n 0 3 耐久压烫性能 强力/ N 延伸比 弯曲比 ( 径向) 径向收缩

13、/ % 缩率/ % 甲 醛/ 1 0 -6 3 石 5 7 31 1 . 1 5 2 . 31 一 2 _ 0 3 .4 49. 9 4 E S一 3 0 浓度j % 残液 D Y K/ S 沾色 K / S 残液 D R K/ S 沽色 K / S 残液 D B K/ S 沾色 K / S 0 . 1 6 7 1 5 . 2 9 7 0 . 21 9 0 . 1 2 8 1 4 . 7 0 5 0 . 0 9 6 0 . 2 41 1 1 . 2 5 4 0 . 0 8 2 0 . 1 1 2 巧. 9 9 8 0 . 21 2 0 . 0 8 6 1 4 . 8 2 4 0 . 1 0 3

14、 0 . 1 6 3 1 1 . 5 1 1 0 . 1 01 0 . 1 41 1 5 . 4 9 5 0 . 0 6 2 0 . 0 9 9 1 4 .4 6 7 0 . 0 3 4 0 . 1 8 7 1 1 . 3 0 5 0 . 0 7 9 0 . 1 4 8 1 5 . 7 8 2 0 . 0 5 3 0 . 1 1 7 1 4 . 9 1 4 0 . 0 3 1 0 . 1 9 9 1 1 . 4 8 9 0 .0 4 9 0 . 1 8 1 1 5 . 7 3 7 0 . 0 4 9 0 . 1 4 4 1 4 . 7 0 0 0 . 0 2 7 0 . 2 01 1 1 .

15、2 3 9 0 . 0 3 9 0 . 2 4 2 1 5 . 7 4 9 0 . 0 7 0 0 . 1 9 8 1 4 . 7 7 9 0 . 0 2 9 0 . 2 2 4 1 1 . 2 7 8 0 . 0 2 8 - 0 . 2 41 9 将一定量的E S 一 3 0 与不同浓度的活性染料进行混合， 然后将混合后的溶液按活性染料染色方法进行染色。聚 合物材料将染料络合以后， 染料不能上染纤维素纤维， 聚 合物材料和染料络合与活性染料和纤维以共价键结合形 成两个竞争过程: E S一 3 0 + DYE一 E S一 3 0一 DYE Ce l l 一 OH + DYE Ce l l 一

16、O 一 DYE 表6 为3 种染料与不同浓度的E S 一 3 0 混合后的上染 率 ( E ) 、染料残液光密度 ( D )和K / S 值， E S 一 3 0 浓度的提高，防沾色效果越来越明显。即没有反 应的绝大部分染料都被笼状化合物络合，形成亲水性的 络合物而稳定在溶液中，从而不能沾污白布。从染色后 清洗的效果 ( 表8 )也可以看出，防沽色剂F的白布沾 色K/ S 值远远高于E S 一 3 0 ，因此， E S 一 3 0 化合物具有 优良的染料防沾色效应， 比防沾色皂洗剂F 效率高。 其在 纺织领域的应用有待于进一步研究。 100100-l7-02658 表8 E S一3 0 与防沾

17、色皂洗剂 的防沾色性能比较 ES一 3 0 0 . 1 1 7 1 4 . 91 4 0 . 0 3 1 0 . 1 4 8 1 5 . 7 8 2 0 . 0 5 3 0 . 1 9 9 1 1 .4 8 9 0 . 0 4 9 防沾色皂洗剂F 表6 3 种染料与不同浓度的E S一3 0 混合后的上染率和K / S 值 E S 一 3 0 浓度/ % 0 0 20 . 5 1 D 染料 Y E D 染料 RE 0 . 0 3 3 9 5 . 3 4 4 . 7 5 9 0 . 0 21 9 2 . 0 0 4 . 0 3 7 0 . 0 4 2 9 2 .4 2 2 . 9 3 0 0 .

18、3 0 9 5 6 . 1 1 1 . 5 6 9 0 . 3 5 7 4 9 . 5 0 1 . 7 4 5 0 . 0 6 5 8 8 . 2 3 2 . 9 3 6 0 . 3 7 5 4 6 . 7 3 1 . 3 7 6 0 . 4 3 8 3 8 . 0 5 1 . 5 01 0 . 0 9 4 8 3 . 0 3 2 . 6 7 5 0 . 4 4 4 3 6 . 9 3 1 . 2 5 9 0 . 4 5 1 3 6 2I 1 . 1 1 6 0 . 1 4 4 7 4 . 0 1 2 24 7 0 . 4 9 8 2 9 . 2 6 1 . 1 1 1 0 . 4 8 3 3

19、1 . 6 8 0 . 8 5 4 0 . 21 8 6 0 . 5 8 1 . 7 9 9 0 . 5 7 5 1 8 . 3 2 1 . 0 0 7 0 . 5 21 2 6 31 0 . 51 2 0 . 2 9 4 4 6 . 9 3 1 . 1 5 3 残液 D 皂洗后织物K / S 沾色织物 K / S 残液D 皂洗后织物K / S 沾色织物K / S 残液 D 皂洗后织物K / S 沾色织物K / S 0 . 1 4 7 1 3 . 61 6 0 . 0 6 8 0 . 2 3 9 1 5 . 3 8 2 0 . 2 8 7 注;染色深度2 % ( o . w . f ) ,皂洗

20、时加入防沾色剂 1 %。 D 染料 B E 实验结果表明，当不加E S一 3 0 进行络合时，3 种染 料黄H一 3 R D ( Y ) 、红H一 2 B F ( R ) 、 蓝H一 R V ( B )的 上染率分别为9 5 . 3 4 %, 9 2 %, 9 2 .4 2 %。当加入E S 一 3 0 的浓度达到5 %时， 3 种染料的上染率仅分别为1 8 . 3 2 %, 2 6 .3 1 %、4 6 .9 3 %。即当加入E S 一 3 0 进行络合时，染料 很少能与纤维进行反应，染色织物的K/ S 值大幅下降， 这说明大部分染料与E S 一 3 0 形成了不可逆的络合物， 该 络合物具

21、有优良的稳定性， 不随染色过程的进行而解离。 笼状结构氟碳聚合物对染料能形成结构稳定的络合 物的特性可应用于染色和印花中，尤其是在精细印花的 防沾色过程中，具有良好的防沾色效应。表7 为E S 一 3 0 的防沽色性能。 从表7 可以看出，清洗时加入E S 一 3 0 后，染色织物 的K/ S 值变化不大，白布沾色的K/ S 值大大减小，当 加入量达到0 . 5 %时， 白布沾色基本上已很小很小， 随着 综上，功能性纺织产品及功能性后整理技术已成为 印染产品的关键技术之一，其发展动向应引起我们的关 注， 以便于更好地参与国际纺织品市场的竞争。. 参考文献 】 J 卫. 罗思著，吴坚强等译. 工

22、业等离子体工程. V o l . l 基本原理，北京: 科学出 版社 ，1 9 9 8 2 金郡潮， 戴瑾瑾等 . S t u d y o n P o l y p r o p y l e n e F i l m T r e a t e d b y L o w T e m p e r a t u r e G l o w D i s c h a r g e . J o u rn a l o f D o n g H u a U n i v e r s i t y ( E n g . E d . ) ， 2 0 0 1 ，1 8 ( 4 ) 3金郡潮，戴瑾瑾. 等A子体处理羊毛织物防毡缩性能的研究，印

23、染， 2 0 0 2 ( 9 ) 增fi l : 3 0一3 3 4 陈碧琼， 孙康. 甲壳素和壳聚糖纤维的发 展和应用. 化工新型材料， 2 0 0 1 , 2 9 ( 5 ) :2 0一2 2 5 C .D . G a b b u t t . e t a l , S y n t h e s i s a n d P h o t o c h r o m i c P r o p e rt i e s o f S o m e F l u o r i n e - c o n t a i n i n g N a p h t h o p y r a n s . D y e s a n d P i g m

24、 e n t s , 2 0 0 2 , 5 4 ( 1 ) : 7 9 一9 3 . 6 A . G h o s h . . e t a l , D i e l e c t r i c P r o p e rt i e s o f S i l i c o n e R u b b e r a n d E t r a fl o u r o e t h y i e n e / P r o p y l e n e / V i n y l i d e n e F l u o r i d e T e r p o l y m e r . P o l y m e r , 2 0 0 1 ， 4 2 ( 2

25、4 ) : 9 8 4 9 一 9 8 5 3 7顾浩，俞春林. 涤纶织物亲水整理工艺探讨. 针织工业，2 0 0 1 ( 5 ) : 5 8一6 0 8喜威. 纷织品后整理加工进展. 化工商品科技情报，1 9 9 1 , 1 4 ( 4 ) : 1 一8 9谢孔良 . 有机氛织物整理剂与其他助剂的联合增效效应研究 . 全国 功能性纷织 品及纳米技术应用研讨会论文集， 2 0 0 1 1 0谢孔良 . 有机哀织物整理剂与免烫交 联剂的联合增效效应研究. 纷织科学研 完，2 0 0 1 ，1 2 ( 3 ) :1 9一2 4 ?v , 5? 纺织导报 C h i n a T e x t i le L e a d e r 2 0 0 3 N o . 6 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark