第10章-舒适性功能整理

第一节抗静电整理（抗静电整理机理、抗静电整理等）第二节易去污及亲水整理（易去污整理、亲水整理等）第三节织物保暖性整理（远红外线保温涂料的应用、阳光蓄热保温整理等）第四节吸湿快干整理（吸水吸湿性纤维、疏水性纤维的吸湿快干整理等）第十章舒适性功能整理第一节抗静电整理第十章舒适性功能整理各种纺织纤维材料在相互摩擦和接触中，虽然都能产生电荷，且形成的最大带电量接近相等，但不同纤维却表现出不同的静电现象，因而产生不同的静电能力。例如，棉、羊毛、蚕丝织物在加工和服用中几乎不会感到有带电现象；涤纶、腈纶等合成纤维在服用中表现出较强的电击和静电火花及静电沾污现象。这主要是由于各种纤维的表面电阻有大小，产生静电荷以后的静电排放差异较大。一、抗静电整理机理当两个物体相互摩擦时，物体表面的自由电子可通过相互接触的物体界面相互不断流通。对电子的优良导体来说，当两物体分离时，多余的电子就通过连接点逸散而消失；而对电子的不良导体来说，则电子逸散力低，电荷难以逸散消失而聚集积累产生静电。第一节抗静电整理第十章舒适性功能整理由于水具有相当高的导电性，所以只要吸收少量的水就能明显地改善聚合物材料的导电性。纤维材料的电阻和吸湿率关系很大，即表现为随着纤维的回潮率的增加，表面电荷降低。若增加涤纶的吸湿性，必定导致其导电性的剧增，从而使积累和产生的电荷迅速逸散，抑制静电产生。提高纤维材料的吸湿能力，改善导电性能，减少静电现象。一般来说，纤维吸湿性越好，导电性越强；纤维吸湿性越差，导电性越弱。此外，若在纤维中导入导电性纤维或物质，则其导电性同样提高，抑制静电产生。第一节抗静电整理第十章舒适性功能整理常用的抗静电整理方法是在织物上添加抗静电剂，也就是将亲水性物质施加于纤维表面，以提高织物的亲水性，赋予织物吸湿性，使其导电性增加，从而防止带电，属暂时性抗静电整理。很多化合物都具有抗静电作用，最简单的如甘油、三乙醇胺等吸湿剂，以及吸湿性较强的氯化锂、醋酸钾等无机盐类。各种类型的表面活性剂也是良好的抗静电剂。这类化合物易溶于水，具有较强的吸湿性，即使在较低的相对湿度下，也能和外界环境形成溶液平衡，保持吸湿作用。但是经水洗就失去抗静电能力，所以整理效果不耐久。二、抗静电整理1．非耐久性抗静电整理（暂时性抗静电整理）第一节抗静电整理第十章舒适性功能整理在暂时性抗静电整理中，应用较广的是表面活性剂类化合物。抗静电剂的选用，若按离子型来分则有阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型。（1）阴离子型抗静电剂：包括烷基磺酸盐、烷基磷酸酯盐，其中烷基磺酸盐的抗静电效果良好。国产抗静电剂SP、烷基聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸盐等均属阴离子型抗静电剂。特别是抗静电剂SP系烷基磷酸酯钾盐，可赋予涤纶织物优良的抗静电性能。（2）阳离子型抗静电剂：脂肪族的季铵盐衍生物是目前应用最广泛的阳离子抗静电剂。该类抗静电剂的活性离子带有正电荷，对纤维的吸附能力较强，具有优良的柔软性、平滑性、抗静电性，既是抗静电剂又是柔软剂，并且有一定的耐洗性。季铵盐类抗静电剂抗静电能力较强，可达到良好的抗静电性，如抗静电剂SN、抗静电剂TM等。第一节抗静电整理第十章舒适性功能整理（3）非离子型抗静电剂：包括聚乙二醇、烷基酚的环氧乙烷加成物，高级脂肪酸酰胺的环氧乙烷加成物等。如国产抗静电剂FSK系列、抗静电整理剂G及进口的PermaloseT等。其中，抗静电整理剂G和PermaloseT等都是由聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙二醇缩聚而成的缩聚物，与涤纶的化学结构相似，因而与涤纶有较好的相容性，并具有较高的牢度和耐洗性，能在涤纶织物表面形成亲水性薄膜，增加了纤维的吸湿性，降低了纤维表面的电阻，故可收到抗静电效果。（4）两性型抗静电剂：主要是脂肪烃基咪唑啉衍生物，它兼有良好的柔软性，如AM－A等。非耐久性抗静电剂的整理效果虽然耐久性差，但整理剂挥发性低，毒性小，而且不易泛黄，腐蚀性较小，纤维纺丝和纺织用油剂多用非耐久性抗静电剂。地毯等装饰织物应用非耐久性阳离子性抗静电剂整理，效果也较好。第一节抗静电整理第十章舒适性功能整理2．耐久性抗静电整理耐久性抗静电整理是近二十多年来新发展起来的整理加工。随着合成纤维的发展和扩大应用，整理效果的耐久性显得越来越重要。耐久性抗静电整理剂是含有离子性和吸湿性基团的高分子化合物或者通过交联作用在纤维表面形成不溶性聚合物的导电层。整理剂的吸湿性越高，导电能力越强，耐洗性降低，所以应该保持整理剂有适当的吸湿性，降低在水中的溶胀和溶解能力。耐久性抗静电整理剂也可分为阳离子型、阴离子型和非离子型化合物，在生产中应用较广泛的是非离子型和阳离子型整理剂。而阳离子型抗静电剂整理效果较非离子型好，但非离子型抗静电剂溶液性能稳定，应用方便，树脂同溶性能好，特别是聚醚酯类嵌段共聚物在聚酯纤维织物上的应用越来越广泛。耐久性抗静电整理工艺主要是在纤维上形成含有离子型或吸湿基团的网状交联聚合物，因而，往往采用轧－烘－焙工艺。整理剂如CAS、G树脂、PermaloseTG等均为聚醚酯结构（对苯二甲酸乙二醇聚乙二醇嵌段共聚物），可与涤纶的聚酯链发生共晶而固着在纤维上。第一节抗静电整理第十章舒适性功能整理常用工艺方法有：（1）浸轧法：（100％G树脂5～10g/L，平平加O1～2g/L，三乙醇铵硝酸盐5g/L）→烘干→热定形（190℃，20s）。（2）和染色同浴法：在溢流染色机中进行，TG0.3％～0.5％（omf），平平加O1g/L〕80℃处理20min后加分散染料染色。采用上述两种加工工艺可使涤纶的带电压从2500V分别降至600V和180V，半衰期从十几分钟降到1～5s，即使在洗涤20次后，带电压还能保持在1200V和640V。在树脂中加入防老化剂和热稳定剂后，整理效果还有明显提高。不少耐久性抗静电剂能与其他功能性助剂混合使用，以获得多功能效果。第二节易去污及亲水整理第十章舒适性功能整理一、易去污整理合成纤维的的疏水性较棉纤维大，易产生静电、吸附尘埃，一旦沾污，不易洗除，加上它的亲油性，使其在洗涤时更易从含油污的洗液中吸附油污。因此这类整理方法主要用于合成纤维及其混纺织物的整理，能赋予织物以良好的亲水性，使沾污在织物上的污垢容易脱落，也能减轻在洗涤过程中污垢重新沾污织物的倾向。织物的洗涤过程实际上是织物上的污垢解吸过程，其除了与洗涤液的组成、浓度和洗涤条件等因素有关外，主要取决于织物的表面张力，只有当水/纤维的界面张力低和油/纤维的界面张力高时，油污才易于去除。而洗涤时如发生再沾污，也只有在水/纤维的界面张力和油/水相的界面张力都大，而油/纤维相的界面张力小时才会发生。因此对涤纶表面引进亲水性基团或用亲水性聚合物加以表面整理，可提高涤纶织物的易去污性能。第二节易去污及亲水整理第十章舒适性功能整理1．易去污整理剂的分类（1）聚醚酯嵌段共聚物：这类嵌段共聚物的易去污整理剂是涤纶耐久性易去污剂，它是聚乙二醇和对苯二甲酸乙二醇酯的嵌段共聚物，由于这种整理剂具有和涤纶相似的结构，在高温条件下，能与聚酯大分子产生共溶共结晶作用，固着在涤纶上，成为涤纶的一个组成部分；又由于嵌段共聚物能均匀分布于涤纶表面，而分子中亲水性的醚组分则在纤维外层使涤纶表面具有亲水性，从而获得耐久的抗静电和易去污性。在洗涤时就可提高净化效率，减少污垢的再沉积作用。（2）聚丙烯酸型易去污整理剂：这类整理剂一般是共聚物乳液，具有良好的低温成膜性能，通过改变共聚物的组分调节膜的硬度。共聚物中的丙烯酸酯结构性能与织物的手感、耐洗性和易去污性能都有密切关系。一般酯的碳链较长，其整理织物手感较好，但耐洗性稍差，同时易去污和防污效果较差。这类共聚物与纤维有良好的黏着力，应用也很方便，已成为国内常用整理剂。实际上，许多抗静电剂整理都能使涤纶易去污性提高。第二节易去污及亲水整理第十章舒适性功能整理2．易去污整理工艺（1）采用嵌段共聚醚酯型易去污剂整理，能使合成纤维（涤纶）织物具有优良的抗再沾污性、抗静电性，手感、耐洗性也良好。①浸染法：用此方法需对织物进行染前处理，即将涤纶织物浸渍在40℃左右的易去污剂整理剂酸性溶液中，开始升温，当温度达到平时加分散染料染液的温度（一般为60～80℃），在此温度保温10min，使整理剂被织物充分吸附，然后再加入染液进行染色。染后处理是在染色还原清洗后进行处理，将织物浸渍于呈酸性（pH值4～5）40℃的易去污剂整理剂溶液中，然后升温至80℃保温处理10～20min，再清洗、烘干、热处理。②轧烘焙法：采用常规的轧焙烘工艺，即织物浸轧整理剂并烘干后进行焙烘（温度170～210℃，时间30s），焙烘的具体温度应根据织物而定，涤/棉混纺织物180～190℃，纯聚酯纤维织物为190～210℃。但染色聚酯纤维织物处理中，应注意过高的热处理温度会影响染色牢度（特别是湿牢度）。第二节易去污及亲水整理第十章舒适性功能整理（2）涤纶用UnidyeTG－990整理工艺处方：整理剂TG－99040g/L三聚氰胺树脂3g/L三聚氰胺催化剂1g/L工艺流程：浸轧整理液→烘干→焙烘第二节易去污及亲水整理第十章舒适性功能整理二、亲水整理由于合纤织物经亲水性整理后，其带电性和易污性的缺陷在相当程度上可得到解决，因此亲水性整理在某种程度上也可称为舒适性整理。涤纶吸湿性、放湿性均差，因而涤纶织物上水的吸收、渗透很困难。由于水分不能沿着纤维内的气孔及纤维轴向织物外表转移，因而不能放湿，从而大大降低了穿着的舒适性。若能改善涤纶织物的吸湿、透湿和放湿性，则其服用舒适性可以大大提高。而这显然与涤纶的亲水性有关。目前合纤的亲水性整理正在朝多功能方向发展，除具有良好的亲水性为主外，还要求织物兼有一定的柔软性、抗静电性和防污效果。改善涤纶织物吸湿性的方法有很多，比如混纺、大分子结构的亲水化、与亲水性物质接枝共聚以及纤维表面处理等等。利用亲水剂，使之均匀而牢靠地固着在纤维表面形成亲水性的方法，是近年来合成纤维织物亲水整理的发展方向。改善涤纶织物亲水性，使其舒适化的方法和性能具体对照如下表所示：第二节易去污及亲水整理第十章舒适性功能整理使涤纶织物舒适化的方法和性能改性方法舒适化方法性能纤维内部改性1.聚合物分子结构亲水化2.加亲水性成分，进行共聚、接枝聚合3.与亲水性物复合纺丝4.使表面粗糙、异形孔、微孔化吸水、防污、抗静电吸水、防污、抗静电吸水吸水纤维表面改性1.形成亲水性薄膜2.亲水性高聚物吸附固着3.亲水性单体的接枝聚合4.其他吸水、抗湿沾污吸水、抗湿沾污吸水、抗湿沾污吸水后整理中主要采用的亲水整理剂有弱阴离子型的E－7707、Nicepole等，非离子型的FZ、PermaloseTM等，环氧有机硅的NTF等。第二节易去污及亲水整理第十章舒适性功能整理1．NTF亲水性有机硅整理剂此类整理剂可单独使用，亦可与其他柔软剂和2D树脂同浴应用。合成纤维织物经该整理剂整理后，具有优良的亲水性和吸湿性、良好的抗静电性和一定的防污和易去污性，穿着舒适爽快。浸轧液处方：NTF-3（含固率20％）30g/LMgCl·6H2O3g/L醋酸调pH5～5.5。工艺流程：一浸一轧（轧液率65％）→烘干（110～120℃）→焙烘（175～180℃，30s）。第二节易去污及亲水整理第十章舒适性功能整理2．PermaloseTM亲水性整理剂：（1）浸渍工艺：涤纶浸入含整理剂的溶液于40℃开始升温到60～80℃，保温10min，使TM被充分吸尽，然后染色。或染色织物还原清洗后，在pH值为4～5的TM溶液中，于40℃开始升温至80℃，保温10～20min。（2）浸轧工艺：工艺处方：PermaloseTM50～60g/L醋酸1～2g/工艺流程：浸轧工作液（轧液率60％）→烘干（110～120℃）→焙烘（150～170℃40～60s）深色织物可用130℃焙烘，但耐洗性略差。要求PermaloseTM在织物上增重须达4％。用PermaloseTM整理后，也能使织物手感柔软、飘逸和滑爽，吸水性、透湿性优良，具有一定的抗静电、防污和易去污性。第三节织物保暖性整理第十章舒适性功能整理人体穿衣保暖的目的就是要减少通过皮肤散发