纺织品拒水拒油整理的影响分析

纺织品拒水拒油整理的影响分析（一）2007-08-13来源：全球纺织网随着经济和社会的发展，人们生活质量的提高，单一功能的纺织品已远远不能满足人们的需要，多功能整理的纺织品因其优良的性能正越来越受到人们的关注和喜爱。拒水拒油整理就是在织物上施加一种或数种整理剂，改变织物的表面性能，使织物不易被水和常见油污所润湿或沾污。拒水拒油纺织品可广泛应用于服装面料、厨房用布、餐桌用布、装饰用布、产业用布、军队用布、劳保用布等领域[1]。然而,实践表明，影响织物拒水拒油整理效果的因素很多。本文对影响织物拒水拒油整理效果的工艺因素等进行较为全面的分析，为同行做好拒水拒油整理提供参考。1试验1.1试验材料及药品织物：128×60/20×163/1S斜纯棉织物布面pH值5.76；药品：拒水拒油整理剂RWO-7（全氟丙烯酸酯聚合物乳液），RWO-31（全氟丙烯酸酯聚合物乳液），RWO-32（含氢氟丙烯酸酯均聚物乳液），RWO-33（含氢氟丙烯酸酯与不含氟丙烯酸酯二元共聚物乳液），RWO-34（含氢氟丙烯酸酯与不含氟丙烯酸酯三元共聚物乳液），树脂整理剂WFR-4，树脂整理催化剂C-1，拒水拒油加强剂FIX-3，普通硅油WFS-1，拒水拒油专用柔软剂WFS-7，渗透剂PA-6等。1.2设备MU504A型小轧车（台湾瑞比公司），DGF300313G型电热鼓风干燥箱（重庆永恒实验仪器厂），YG（B）026E-250型电子织物强力仪，YG（B）033型织物撕裂仪（温州大荣纺织标准仪器厂），AATCC124评级样卡，800SeriesKenmore洗衣机，80SeriesKenmore干燥机等。1.3测试方法拒水性试验方法：AATCC22-2005，AATCC193-2005；拒油性试验方法：AATCC118-2005；断裂强力试验方法：ASTMD1682-1986；撕破强力试验方法：ASTMD1424-1996；DP级试验方法：AATCC135-2003及AATCC124-2001；日晒牢度试验方法：AATCC16E-1998；摩擦牢度试验方法：AATCC8-2005；耐氯漂牢度试验方法：JISL0884-1996。2结果与讨论2.1拒水拒油整理剂的结构对整理效果的影响（表1）表1拒水拒油整理剂结构对拒水拒油整理效果的影响拒水拒油整理剂种类RWO-7RWO-31RWO-32RWO-33RWO-34水洗前拒水性AATCC19366665AATCC22100100909080拒油性AATCC1186663310次洗水拒水性AATCC19366543AATCC22708050+5050拒油性AATCC11855.5321注：整理剂浓度为60g/L；工艺流程：浸轧整理液（带液率约65％）→烘干（110℃）→焙烘（165℃×4min）从表1可以看出，RWO-7、RWO-31、RWO-32、RWO-33、RWO-34乳液的基本性能有较大的差异，以RWO-31的各种性能指标为最好，RWO-7与RWO-31基本上没有差别。这说明乳液中含氟单体的含量高，其拒水拒油性能则高。如RWO-32乳液氟单体的含量为92％，RWO-33乳液氟单体的含量为81％，RWO-33乳液氟单体的含量为69％，则它们的拒水拒油整理结果为RWO-32＞RWO-33＞RWO-34。整体分析，以全氟烷基丙烯酸酯乳液RWO-7及RWO-31的整理性能最佳。这是由于通过含氟树脂进行整理的织物，氟树脂积聚成或多或少的连续薄膜覆盖在纤维上。与其它乳胶相似，附着于纤维是通过机械的或物理的作用来实现的。机械作用是通过连续薄膜缠结附着在纤维上；物理作用是通过氢键、范德华力及疏水键作用的结果，因此含氟高分子链附着于纤维上，而氟碳链侧基则有序与无序地排列在连续薄膜表面，侧链氢的存在明显地影响了拒水拒油性能。2.2拒水拒油整理剂用量对整理效果的影响（表2）表2拒水拒油整理剂用量对拒水拒油整理效果的影响拒水拒油整理剂RWO-7（g/L）20406080100水洗前拒水性AATCC19366666AATCC2290100100100100拒油性AATCC1183566610次水洗拒水性AATCC19356666AATCC225050708080拒油性AATCC1181．54555从表2可以看出，含氟树脂的使用浓度直接影响整理质量，通常情况下，使用浓度与整理效果成正比，但由于整理剂本身所固有的性能，当使用浓度超过一定限度时，即使浓度再增加，对其性能影响不大。从表2也可以看出，RWO-7用量在60g/L时已有较好的效果。2.3pH值对整理效果的影响1）整理液pH值（表3）表3整理液pH值对拒水拒油整理效果的影响整理液pH值4.455.366.257.689.23水洗前拒水性AATCC19366665AATCC2210010010090+80拒油性AATCC11866654.510次水洗拒水性AATCC19366654AATCC2270+70+705050拒油性AATCC1185.55.552.51注：60g/LRWO-7。从表3可以看出，整理液的pH值会影响整理效果。偏碱性时，整理效果大大降低，酸性状况下，整理效果变化不大。同时，pH值对乳液稳定性也有较大影响，pH值过高或过低，都会使乳液的稳定性降低[3]。综合考虑，整理液的pH值控制在4.5～5.5较好。纺织品拒水拒油整理的影响分析（二）2）布面pH值（表4）表4布面pH值对拒水拒油整理效果的影响整理液pH值4.255.045.766.788.139.58水洗前拒水性AATCC193666665AATCC2290+10010090+9080拒油性AATCC11866665410次水洗拒水性AATCC193666654AATCC227070+70+705050拒油性AATCC118555．5532注：60g/LRWO-7。从表4可以看出，整理液的pH值会影响整理效果。偏碱性时，整理效果大大降低，酸性状况下，整理效果变化不大，但过低的pH值对整理效果也有不良影响。综合考虑，布面pH值的pH值控制在5-6较好。2.4焙烘温度对整理效果的影响（表5）表5焙烘温度对拒水拒油整理效果的影响焙烘温度（℃）水洗前10次水洗AATCC22AATCC193AATCC118AATCC22AATCC193AATCC11814010064.55054150100665064.5160100667065170100667065180100667065190100665054注：60g/LRWO-7。从表5可以看出，升高焙烘温度可以提高拒水拒油整理效果，但超过150℃后作用不明显，而且过高的焙烘温度反而会使整理的耐洗性下降，综合考虑，焙烘温度控制在160-170℃较好。2.5焙烘时间对整理效果的影响（表6）表6焙烘时间对拒水拒油整理效果的影响时间（min）水洗前10次水洗AATCC22AATCC193AATCC118AATCC22AATCC193AATCC1182100645043310065.57054.54100667065510066706561006670657100667065注：60g/LRWO-7。从表6可以看出，增加焙烘时间可以提高拒水拒油整理效果，但超过4min后作用不明显，而且过长的焙烘时间会使织物的黄变性增加，综合考虑，焙烘时间控制在4min较好。2.6加强剂对整理效果的影响（表7）表7加强剂FIX-3对拒水拒油整理效果的影响加强剂FIX-3用量（％，相对于整理剂）水洗前10次水洗AATCC22AATCC193AATCC118AATCC22AATCC193AATCC1180100667065510066706510100668065.520100668065.530100667065注：60g/LRWO-7。从表7可以看出，加强剂FIX-3可以提高拒水拒油的耐洗效果，但过低及过高的用量都不理想。这可能是加强剂FIX-3能促进氟聚合物间以及聚合物与纤维间的结合，提高皮膜的强度和粘着性。同时，过高用量的加强剂FIX-3会促使氟聚合物之间过快反应，从而影响其在织物表面的成膜，从而会削弱了整理效果。从表7可以看出，加强剂FIX-3的用量在10％（相对于整理剂）时较好。2.7柔软剂对整理效果的影响（表8）表8专用柔软剂WFS-7对拒水拒油整理效果的影响WFS-7（g/L）水洗前10次水洗AATCC22AATCC193AATCC118AATCC22AATCC193AATCC1180100667065510066706510100667065201006570634010063．57062注：60g/LRWO-7。从表8可以看出，专用柔软剂对拒水性能基本没有影响，但影响拒油性能，在较小用量时，对拒水拒油整理效果基本无影响，随着用量的增大，对拒油性的不良影响越来越大。从表8可以看出，专用柔软剂WFS-7的用量在10～20g/L时较好，可以在手感与拒油性之间取得较好的平衡。2.8树脂整理剂对拒水拒油整理效果的影响（表9）表9树脂整理剂WFR-4对拒水拒油效果的影响WFR-4（g/L）水洗前10次水洗AATCC22AATCC193AATCC118AATCC22AATCC193AATCC118010066706570100668066注：60g/LRWO-7；树脂整理时另加催化剂14g/LC-1。从表9可以看出，树脂整理增加了拒水拒油整理的耐洗性，这可能是由于树脂整理剂的加入增加了防水防油整理剂与纤维大分子链的交联程度，使得拒水拒油的耐洗性得到提高。纺织品拒水拒油整理的影响分析（三）2.9拒水拒油整理的耐洗性（表10）表10拒水拒油整理的耐洗性水洗次数测试方法测试结果水洗前拒水性AATCC1936AATCC22100拒油性AATCC11865次水洗拒水性AATCC1936AATCC2290+拒油性AATCC118610次水洗拒水性AATCC1936AATCC2270拒油性AATCC118515次水洗拒水性AATCC1935AATCC2270拒油性AATCC1184.520次水洗拒水性AATCC1935AATCC2250+拒油性AATCC118425次水洗拒水性AATCC1935AATCC2250+拒油性AATCC1183.530次水洗拒水性AATCC1934.5AATCC2250拒油性AATCC1183注：60g/LRWO-7；树脂整理时另加催化剂14g/LC-1。从表10可以看出，拒水拒油整理具有较好的耐洗性，但随着洗涤次数的增加，织物的拒水拒油性能逐步下降。这是因为棉织物经拒水拒油整理剂整理后，焙烘过程中会形成膜结构，即拒水拒油剂会自身交联成三维的网状结构，且表面比较光滑，借助拒水拒油整理剂中碳氟的低表面张力来提高织物表面的拒水拒油性能。但水洗后，纤维表面的膜结构发生了变化，由未水洗时的光滑表面变成水洗后的凹凸结构，甚至有一些突出结构，这是整理剂从纤维表面脱落引起的，势必会影响到织物表面的拒水拒油性，即织物表面膜结构的粗糙化是导致织物拒水拒油效果下降的原因之一。同时，随着水洗次数的增加，纤维表面的氟相对含量明显下降，导致织物的拒水拒油性大幅下降。另外，拒水拒油整理剂上面的羟基在水洗时可能会与水中的钙离子形成配位键结合，这也会影响织物的拒水拒油性能。2.10拒水拒油整理对织物色牢度的影响（表11）表11拒水拒油整理对织物耐光色牢度级染料染色浓度（g/L）拒水拒油整理未整理织物日晒酸汗光碱汗光日晒酸汗光碱汗光黄S3R0.244～54～54～54～54～524～54～54～54～54～54～5104～54～54～54～54～54～5红S3B0．22～342～32～32～3223～443～43～43～43～4104～54～54～5444蓝C～R0.233～443～433243～444～53～43～4104～5444～544翠蓝G222～32～331～2210333～442～33S3B+S3R+G（0.2＋0.2＋0.2）3443～432～3从表11可以看出，常用活性染料经拒水拒油整理后，耐光