泡沫整理

泡沫整理汇报人：陈颖目录1、泡沫整理的发展2、泡沫的产生3、泡沫的形状4、泡沫的类型5、发泡剂的选择6、泡沫的性能7、功能整理1、泡沫整理的发展用泡沫处理织物的设想，最早可追溯到1931年。1971年，瑞士Sandoz公司研制成Sancoward工艺，但均未受到应有的重视。1973年后，席卷世界的能源危机导致能源价格大幅上涨在这一形势下促使国内外众多专家学者对泡沫染整这项新的节能加工技术进行了大力的研究和开发。我国在上世纪八十年代曾对泡沫整理技术进行了大力的开发和推广应用，但在九十年代期间，泡沫染整的研究开发和推广应用逐渐趋于缓慢，这样一个节能型项目并未在国内持续推广应用。进入21世纪以来，“绿色环保”已成为工业生产的“主题”，国家加强了对环境保护的重视，大力贯彻节能、降耗、减排的环保方针和政策。在此大好形势下，可以确信，泡沫整理作为一种低给液、高节能加工技术必将成为21世纪最受欢迎的整理加工方法之一。2、泡沫的产生泡沫是由液膜包围着气体所形成的。它是由大量气体分散在少量液体之中形成的微泡聚集体，并以液体薄膜相互隔离，且具有一定的几何形状，是一种微小多相、粘状不稳定的体系。泡沫形成的过程是：（1）气泡在含有表面活性剂的水溶液中，被一层表面活性剂的单分子膜包围。（2）当该气泡冲破了表面活性剂溶液与空气的界面时，第二层表面活性剂包围着第一层表面活性剂膜，而形成一种含有中间液层的泡沫薄膜层。（3）这种泡沫薄层中含有纺织品整理所需的化学品液体，当相邻的气泡聚集在一起时，就成为泡沫。3、泡沫形状泡沫形状主要有球形和多面体两大类，球形泡沫是气泡在水中一个接一个地分布，是液体分散剂内成堆的独立气泡，当气泡超过最致密的球形分布(气体含量高于74％体积)时，就变成多面体泡沫。因此，多面体泡沫是气体聚集群体。4、泡沫的类型一、稳定性泡沫稳定性泡沫即使在烘干后也不会破裂而且能保持它们的结构。它们通常能稳定保持在纺织品底层的表面上，因为它们渗透力很弱，而且手感光滑柔软。由于这层泡沫结构，织物透气性好，同时防水性也好。稳定泡沫涂层厚度为0.3-1.0mm，并且在烘干后必须压碎。在许多场合下，还另外需要使用轧光机高压压碎，普通压碎和使用轧光机压碎的不同仅仅是压力程度的不同。压碎后，一层聚合物就附着在纺织品底层上，纺织品就具有了耐牢性。稳定性泡沫的一个很好的应用是用于各种类型窗帘的涂层整理，另一个重要的用途是用于多孔渗水、可透气的户外服装的整理。通过泡沫整理，纺织品膜具有很强的水蒸气渗透性及防水性，且经过高达50次的水洗后这层整理剂膜仍不会出现分层现象。二、半稳定性泡沫半稳定性泡沫施加在纺织品上后也会破裂，但在烘干后，仍能看出织物上的泡沫整理液，与其说是整理液还不如说是涂层增稠剂。对家用纺织品来说，只需要一步就可以在织物的前面和背面施加两种不同的化学品而获得优良的性能。三、不稳定性泡沫不稳定性泡沫用于泡沫整理时，当施加于纺织品上后就会立即破裂，也就是说，所用整理剂无论是通过浸轧还是泡沫整理的方式，当施加在纺织品上烘干后，这种整理剂就看不到了。从经济的角度来看，泡沫整理是非常经济的，因为不仅可以少用整理剂而且还节约能量。不稳定的泡沫整理通常所用的整理剂有柔软剂、碳氟化合物等。不稳定性泡沫能应用于许多封闭体系，通过泡沫搅拌器产生泡沫，然后被传输到给液器上，通过给液器上的裂缝持续、均匀分布在织物上。当在开放体系使用泡沫整理时，与上述规则不同，比如给无纺布进行泡沫整理时，水平轧车将泡沫从两面压在无纺布上，要特别注意不稳定泡沫的稳定性。5、泡沫的性能一、泡沫密度是指单位体积的泡沫质量或发泡率。其计算公式如下：泡沫密度=(泡沫质量，g)／(泡沫容量．cm3)发泡率定义如下：发泡率表示lkg的液体可以产生的泡沫体积，L。如密度0.05g/cm3相当于50g/L，即发泡率为1:20。发泡率越低，则泡沫含液量越高；发泡率越高，则泡沫含液量越低。发泡率的大小应视被加工织物种类、车速等因素而确定。二、泡沫的稳定性泡沫的稳定性也是很重要的参数，泡沫是亚稳系统。稳定时间过短，由泡沫发生器形成的泡沫未输送到织物表面就已中途破裂，造成色差；若稳定时间太长，印花到织物上的泡沫又不能很快均匀破裂，也会造成色差。三、泡沫均匀度泡沫性能的第3个标准是泡沫均匀度，只有泡沫达到均匀，才能使整理达到均匀。四、泡沫的润湿性由泡沫或者由泡沫破裂以后释放的液体所产生的良好润湿性对于那些尚未经充分前处理的或者是组织很紧密的织物尤为重要。五、泡沫的大小泡沫要尽量地小。一般地说，泡沫愈小，愈接近多面体结构，也就愈稳定。泡沫起着载体的作用，泡沫壁的厚度以及泡沫的大小直接影响着泡沫携载染化料的能力，一般要求泡沫的直径在8μm左右。六、泡沫的流变性在实际应用中泡沫流变性如同泡沫的稳定性一样也是重要的参数。但是要确定泡沫的流变性至今仍无适当的办法。6、发泡剂的选择发泡剂的种类繁多，主要有离子型和非离子型两类。阳离子型有烷基叔胺、季铵盐、甜菜碱及其衍生物等；阴离子型有月桂醇硫酸酯钠盐、十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠等；非离子型有C11～C15直链仲醇、C10～C16直链伯醇和C8一C12烷基苯酚的聚氧乙烯醚等。一般阳离子型的表面活性剂发泡能力差，阴离子型和非离子型的表面活性剂发泡能力较好。阴离子型发泡剂的泡沫速度慢，形成泡沫较为稳定，而非离子型发泡剂的发泡性好，润湿性也好，但泡沫稳定性差。7、功能整理（1）泡沫树脂整理棉和涤/棉混纺织物的防皱整理，使用泡沫整理工艺可大大降低泳移量或消除泳移现象。改善了织物上树脂分布的均匀性，从而提高了织物的强力。这是因为随着带液量的减小，织物烘干时水分蒸发减少。织物毛细管中的整理液也不会随着表面液体减少产生的液差而泳移到织物表面上来。从而减少了烘干过程中的泳移量。（2）泡沫柔软整理美国的AngeloJ.Sabia等在利用各种有机硅整理剂对不同织物进行柔软整理时，采用的就是泡沫整理技术(FFT)。他们重点研究了几种典型有机硅柔软剂FFT泡沫整理配方，并且把这些配方的泡沫整理织物的各项性能与通常的浸轧法在同样织物和化学整理剂用量时作了比较。研究结果表明，用有机硅与耐久压烫树脂一起处理后的65/35涤/棉织物、83/17棉/涤灯芯绒和纯棉劳动布，在所测量织物的各项性能范围内，FFT法与浸轧法没有明显的实质性的差异，而且两种方法都能增加织物柔软度，并且还能改善物理性能。（3）泡沫阻燃涂层整理研究涤/棉织物阻燃整理时，选用溴锑涂层阻燃剂(CFA)，采用泡沫背涂工艺进行阻燃整理，能够使涤棉织物获得良好的阻燃效果，达到国家GB5455--85标准，确保了作为装饰用途的需要。乙烯类聚合物作涂层粘合剂，溴类及氮磷类化合物作阻燃剂。对厚重棉织物进行泡沫阻燃整理，使厚重织物具有优良的阻燃效果，且不损伤织物强力和手感。整理织物阻燃效果达到BS5852等阻燃标准．且织物手感柔软、透气性好、安全性高。采用稳泡的阻燃涂层胶对丙纶织物进行泡沫阻燃涂层整理，研究了涂层的工艺条件(涂层机和发泡机的各项参数)，分析了涂层刀距、阻燃胶密度和上胶量对涂层织物阻燃性能的影响，以及泡沫密度、压泡压力与织物透气性和涂层膜的关系。与传统工艺相比，采用泡沫阻燃整理，既简化工艺流程，又降低了生产成本。此外，国外有报道称，利用新型的聚硅氧烷泡沫，采用泡沫整理工艺(FFT)涂敷于地毯的背面，可以赋予地毯阻燃性能。这种新型的聚硅氧烷泡沫符合UL*94的要求，泡沫涂层量在3.2mm时为V-0级。并具ASTMD2863限氧指标30，对燃烧有自熄性和阻止性。还有该泡沫不含氰化物和卤素，因此燃烧产生的副产品毒性较低。（4）泡沫防(拒)水、吸湿整理目前，对衬衫等织物使用常规的浸轧法作为拒水整理工艺，织物两面都有拒水性，就不能吸汗，穿着时会感到不舒适。据报道，日本有研究者采用Gaston-county制的FFT泡沫整理机，试制了一种既有拒水效果又有吸汗和排汗功能的双面整理织物，拒水性为70(拒水性以0-100表示，100为最好)，织物反面的吸湿性也得到了提高。透湿效果也较理想。其整理方法是先用泡沫施加拒水剂，使拒水剂只浸透到织物的一半厚度．再在反面按同样方法施加吸湿剂，也渗透一半。双面泡沫整理在技术上的关键是在整理时不使整理剂渗透到反面。上海市印染技术研究所采用泡沫涂层工艺，使用EA-BA-AN等水分散性乳液型泡沫涂层胶，对丝绸型面料(包括人造棉、仿真丝、真丝)进行了微孔防水透湿涂层产品的研制，成功研制了一种稳定的泡沫涂层系统，用于开发防水、透湿性服装面料，特别是将轻薄型面料开发成为秋冬季服装面料，赋予服装舒适性和功能性，并为高透湿、透气、防水涂层工艺开辟了一条途径。（5）泡沫增白整理由于织物(特别是厚重织物)只需表面得到增白即可，使用泡沫法增白可以通过调节泡沫的施加量，以控制增白剂的渗透程度，使大部分增白剂停留在织物表面，以提高增白剂的有效用量。对于要求不高的织物来说，泡沫加工还可以对织物进行单面增白。由于泡沫施加不如轧车浸轧那样均匀，因此泡沫增白整理大多用于白底印花布。（6）多功能泡沫整理美国羊毛局、Union-Carbide公司Gaston—County印染机械制造公司曾共同协作，采用泡沫整理工艺(FFT)对纯毛和毛混纺织物进行了防缩、拒水/拒油整理的研究。在纤维的吸液率为15％～30％的条件下，FarbenfabrikenBayer公司生产的津塔普雷特BAP、ImpranilDLH防缩整理剂和泽泼尔RN拒水/油性整理剂，采用双面泡沫施加工艺处理试样，织物整理后拒水/拒油性能良好，缩水率有了很大的改善。外科手术服既要求具有一定的拒水性能，又要求具有一定的抗菌、透湿性能，医务人员穿着才能安全、舒服。美国有研究者将PEG(交联的聚乙二醇)采用泡沫整理工艺(FFT)施加到具有拒水性能的非织造外科手术服织物的背面，赋予其抗微生物性能，并且增加了轻薄的非织造物表面的可润湿性，而并不损害织物正面的拒水性。紫外线一般能够穿透窗帘，在房间的朝阳面，屋内长期处在紫外线的照射下，对人体以及室内纺织品都不利，因此窗帘还应该具有阻燃、遮光等功能，对一些特殊的窗帘还需进行抗菌、芳香、抗静电等整理。如果用常规的浸轧方法进行整理，会消耗大量的化学品，增加生产成本，而且有些整理剂之间可能会相互作用，影响整理效果。使用泡沫涂层的方法，对窗帘接触阳光的一面进行遮光和防紫外线整理，而另一面进行阻燃、抗菌、芳香、抗静电等整理，就可以大量节省化学品，还可减少整理剂之间的相互影响。另外，泡沫整理还可应用于非织造布的背面处理(地毯防落绒、粘合)及表面处理(防污、防水、抗菌防臭)，可节省原料、节能、降低成本和烘干设备小型化。参考文献：1.XuWeilin,LiYi.CrosslinkingAnalysisofPolycarboxylicAcidDurablePressFinishingofcottonFabricsandStrengthRetentionImprovement[J].T.R.J,2000,(7):588-591.2.MahtaR.D..NonformaldehydeFinishingofBlendFabrics[J].TextileAsia,1995,(9):73-76.3.孙其诚,黄晋.液态泡沫结构及其稳定性[J].物理,2006(12):15-18.4.刘德生,陈小榆.温度对泡沫稳定性的影响[J].钻井液与完井液,2006,23(4):10-12.5.朱步瑶,赵国玺.表面活性剂作用原理[M].北京:中国轻工业出版社,2003.6.孙铠,许海育,朱绍云,等.泡沫整理工艺的小试研究综述和泡沫整理工艺的设计控制和泡沫整理新技术发展评述[C]中国纺织工程学会后整理学术讨论会,1987:11.7.潘煜标.Autofoam泡沫整理系统[J].印染,2003,增刊:60-62.