纯棉织物纳米防水防油易去污免烫多功能整理生产实践

赵雪1，展义臻2

1.浙江三元控股有限公司 , 浙江杭州 311221

2.东华大学化学化工与生物工程学院，上海  201620

摘要:将几种新型的纳米防水防油易去污整理剂NT-XR603A，NT-XR603B，NT-XR603D， NT-XR603E和免烫整理剂PERMAFRESH EFR-3采用浸、轧、烘干、焙烘的方法对纯棉织物进行多功能整理，并且比较了它们的断裂强力、撕破强力、缝位滑移、耐磨度、甲醛含量、缩水率、褶皱回复度和平滑度，防水防油，易去污等各项性能。纯棉织物经这些整理剂同浴整理后断裂强力经向下降10.4%，纬向下降20.0%，撕破强力经纬向都有所提升，经向上升9.0%，纬向上升5.2%, 耐磨度都大于1000转，整理后甲醛释放小于50 ppm，30次水洗后，褶皱回复度和平滑度可以达到3.5级，防水可以达到70分，滴水性可以达到4.0级，防油可以达到3.5级，易去污可以达到4.5级。具有较好的多功能整理效果.

关键词:纳米防水防油易去污；免烫；纯棉织物；PERMAFRESH EFR-3;

  随着人们生活水平的提高,在穿着上已由传统的冬暖夏凉需求,逐渐向卫生、健康、舒适的功能性需求转变。穿着健康是人们对于纺织业提出的新要求。目前,服装面料市场对具有多功能性产品的需求日益增多,如面料不仅需要具备拒水、拒油易去污功能,还要具有免烫功能等。棉织物沾上油污后容易洗除，但经有机氟整理剂整理的棉织物，虽然有优良的拒水拒油性，可是一旦沾污上油污后就不容易洗净。针对这种情况，从20世纪70年代至今，很多公司研究开发了具有防污和易去污双重功能的整理剂。本文就是利用几种新型的纳米防水防油整理剂和免烫整理剂对棉织物进行同浴整理，助剂之间具有较好的相容性，可以获得优良的多功能同浴整理效果。

1试验

1.1试验材料

    1.1.1织物

   漂白纯棉平布：128X60 20SX16S（浙江庆茂纺织印染有限公司）

    1.1.2 化学试剂

   免烫整理剂PERMAFRESH EFR-3、纳米防水防油易去污整理剂NT-XR603A，NT-XR603B，NT-XR603D， NT-XR603E、消泡剂NT-DF100、渗透剂INVADINE PBN、催化剂MgCl2（均由浙江庆茂纺织印染有限公司提供）

1.2整理工艺

   工艺流程：一浸一轧（轧车压力：1.2kg, 车速：55m/min, 风速：1300转，排风：1000转）→烘干（120℃）→焙烘（165℃）

工艺配方：

PERMAFRESH EFR-3：110 g/l

SILIGEN PEP：25 g/l

MgCl2.6H2O：22 g/l

NT-XR603A：22g/l

NT-XR603B：66 g/l

NT-XR603D：11 g/l

NT-XR603E：11 g/l

消泡剂NT-DF100：1 g/l

渗透剂INVADINE PBN：1.5 g/l

柠檬酸(99.5%)：5 g/l

1.3性能测试

1.3.1 断裂强力和撕破强力测试

断裂强力测试：参照ASTMD 5034

撕破强力测试：参照ASTMD 1424

1.3.2 缝位滑移测试

缝位滑移测试：参照ASTMD 434

1.3.3 耐磨性测试

耐磨性测试：参照ASTMD3885

1.3.4 织物甲醛含量测试

甲醛含量测试：参照AATCC112

1.3.5 缩水率测试

缩水率测试：参照AATCC135

1.3.6 褶皱回复度测试

褶皱回复度测试：参照AATCC88C

1.3.7 平滑度测试

平滑度测试：参照AATCC124

1.3.8 防水性能测试

防水性能测试：参照参照AATCC 22（满分100分）

1.3.9 滴水性能测试

滴水性能测试：参照AATCC193

1.3.10 防油性能测试

防油性能测试：参照AATCC 118

1.3.11 易去污性能测试

易去污性能测试：参照AATCC130

2 结果与讨论

2.1 断裂强力和撕破强力测试

表1   断裂强力和撕破强力测试结果

注:本论文中所用布样原布的经向断裂强力为146.82lb, 纬向断裂强力为76.12lb。经向撕破强力为4.23lb，纬向撕破强力为为3.62lb, 负号表示强力下降，正号表示强力提升。

  纯棉织物经纳米防水防油易去污免烫等多功能整理后，织物的断裂强力下降，下降的原因有很多。分析其主要的原因：一是因多功能整理剂与纤维的交联引起的，二是由于整理液介质的酸性引起的。由表1可以看出，经纳米防水防油免烫多功能整理后，织物的断裂强力经向下降10.4%，纬向下降20.0%，撕破强力经纬向都有所提升，经向上升9.0%，纬向上升5.2%，分析原因是由于整理液加入了聚乙烯型纤维强力保护剂SILIGEN PEP，由于此整理剂的加入使织物中纱线间的摩擦系数减小,纱线在织物中的移动性提高, 织物在撕裂时,纱线易于聚拢而有较多的纱线来共同承受撕力。

2.2 缝位滑移测试

表2   缝位滑移测试结果

   抗滑移性为将标准缝线分开到一定开口距离时所需的力。由于织物或缝线断裂，因此上述表2所记录的数据只是缝线强力值。

2.3 耐磨性测试

表3   耐磨性测试结果

    从表3可以看出，纯棉织物经纳米防水防油易去污免烫等多功能整理后耐磨度都大于1000转，耐磨性较好。

2.4 甲醛含量和缩水率测试

表4   织物甲醛含量和缩水率测试结果

   PERMAFRESH EFR-3是一种甲醛含量低于0.1%的高浓度树脂, 其组成是醚化率很高的N-羟甲基酰胺类, 适合于100%纯棉织物防皱抗皱整理。由表4可以看出，纯棉织物经免烫整理剂PERMAFRESH EFR-3整理后甲醛释放小于50ppm，具有较好的低甲醛释放量，符合生态环保的要求。

   对于棉织物进行免烫整理后，织物的亲水性下降了，因此其在水中不能发生很大的溶

胀，从而使织物不会产生严重的缩水现象，即织物经免烫整理后，同时有防缩效果。由表4可以看出，织物经纳米防水防油易去污整理后，经向缩水率-0.4%, 纬向缩水率为-0.3%.

2.5 织物褶皱回复度与平滑度测试

       表5  织物褶皱回复度与平滑度测试结果

  纯棉织物经过免烫整理后褶皱回复度和平滑度都有一定程度的提高。由表5可以看出，纯棉织物经PERMAFRESH EFR-3整理剂整理后，织物水洗30次后，褶皱回复度和平滑度可以达到3.5级，具有较好的耐久免烫整理效果。 这主要是由于PERMAFRESH EFR-3整理剂结构中具有N-羟甲基活性基团, 具有很高的反应活性, 能与纤维素纤维形成共价结合,把纤维素中相邻的分子链互相连接起来,从而对纤维素分子链段起了某种固着和锚定的作用,使纤维素分子不易变形,而且在发生形变之后能很快地回复到原来的位置,提高了纤维素大分子链从形变回复到原状的能力[1].

2.6 织物防水防油性能测试

       表6   织物防水防油测试结果

  在织物上施加具有特殊分子结构的整理剂，改变纤维表面层的组成，使织物不再被水和常见的油类润湿，这样的工艺称为防水防油整理。整理剂具有改变纤维表面性能的作用，使纤维表面由亲水性变为疏水性，以获得不能被水润湿的效果。使织物具有防油的效果就得使织物的表面张力小于常见油类的表面张力，只要具有了防油的能力一般也就具有了防水的能力.

  织物的易去污概念是指织物一旦沾污后，污垢在正常的洗涤条件下容易洗净，而且在洗涤液中不会重新沾污。易去污整理是随着合成纤维特别是涤纶的迅猛发展和洗可穿整理的日益普及而逐渐受到重视的。棉织物沾上油污后容易洗除，但经有机氟整理剂整理的棉织物，虽然有优良的拒水拒油性，可是一旦沾污上油污后就不容易洗净。针对这种情况，从20世纪70年代至今，很多公司研究开发了具有防污和易去污双重功能的整理剂。

  本论文中使用整理剂NT-XR603A，NT-XR603B，NT-XR603D， NT-XR603E就是一类新开发出来的的纳米防水防油易去污多重功能的整理剂.从表面上看,降低纤维的表面能和增加纤维表面的亲水性,这两者是相矛盾的,因为纤维表面的亲水性是以有高表面能为条件的.应用含有低表面能的含氟链段与亲水性链段的混合型嵌段共聚物,可同时达到相对立的两种效应,本论文中使用的整理剂就是这样一种类型, 混合型含氟嵌段共聚物在空气中是疏油的,而在水中是亲水的.这种双重功效是由于共聚物在空气中和水中疏油性链段和亲水性链段排列的方式不同引起的.在空气中,亲水性链段呈卷曲状态,据油性含氟链段在纺织品表面定向紧密排列,形成具有低表面能的表面而具有据油性能.在水中,亲水性链段产生水合作用而伸展,在织物表面定向排列,通过界面张力变化赋予纤维表面亲水性,使纤维具有易去污和防止湿在沾污等性能[2].

  由表6可以看出，纯棉织物经NT-XR603A，NT-XR603B，NT-XR603D， NT-XR603E纳米防水防油易去污整理剂整理,30次涤后防水性能可以达到 70分，防油可以达到3.0级,可获得耐久的防水防油整理效果。

2.7 织物滴水性和易去污性能测试

     表7 织物滴水性和易去污性能测试结果

  由表7可以看出, 纯棉织物经NT-XR603A，NT-XR603B，NT-XR603D， NT-XR603E纳米防水防油易去污整理剂及PERMAFRESH EFR-3免烫整理剂多功能整理后,30次涤后滴水性能可以达到4.0级，易去污可以达到4.5级,可获得优良的滴水性及易去污整理效果。

3 结论

3.1 纯棉织物通过NT-XR603A，NT-XR603B，NT-XR603D， NT-XR603E纳米防水防油易去污整理剂及PERMAFRESH EFR-3免烫整理剂多功能整理后,可以获多优良的同浴多功能整理效果.

3.2 纯棉织物经这些整理剂同浴整理后断裂强力经向下降10.4%，纬向下降20.0%，撕破强力经纬向都有所提升，经向上升9.0%，纬向上升5.2%, 耐磨度都大于1000转，整理后甲醛释放小于50 ppm，30次水洗后，褶皱回复度和平滑度可以达到3.5级，防水可以达到70分，滴水性可以达到4.0级，防油可以达到3.5级，易去污可以达到4.5级。

3.3 NT-XR603A，NT-XR603B，NT-XR603D， NT-XR603E纳米防水防油易去污整理剂和PERMAFRESH EFR-3免烫整理剂具有较好的相容性，经其同浴多功能整理可以节约能源，简化工艺，对工厂的实际应用有较大的实用价值。

参考文献

[1] B. A. Kottes Andrews, Jacqueline M. Simoneaux, Robert J. Harper Jr. Formaldehyde release and cellulose crosslinking with N-methylol agents: A delicate balance[J]Angewandte Makromolekulare Chemie, 1983, 115(1): 115-129.

[2] 阎克路. 染整工艺学教程  第1分册 [M]北京，中国纺织出版社,394-395.

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