前言
長期以來,棉織物的防皺整理劑主要使用N-羥甲基化合物,但其存在甲醛釋放問題。多元羧酸作為一種無甲醛防皺整理劑,已受到普遍關注。其中,檸檬酸是一種三官能羧酸,與其它多元羧酸相比,價格低廉、毒性低、整理效果較為理想。
淀粉在紡織工業中的用途很廣,不僅可作為紗線的上漿劑,也可作為印花的原糊及整理劑等。不過,淀粉的分子量過大,不易進入纖維內部,但經過適當水解后,分子量降低,可提高對織物的整理效果。
本試驗擬討論用檸檬酸-水解淀粉對棉織物進行防皺整理,分析多種因素對織物防皺整理工藝及其它性能的影響,并測試整理織物的耐洗性能。
1試驗
1.1材料、藥品及儀器
材料經退煮漂、絲光的平紋純棉機織物,規格為29.2tex×29.2tex 236根/10cm×236根/10cm
藥品檸檬酸、次亞磷酸鈉、三乙醇胺、鹽酸(均為分析純),小麥淀粉(食品級),滲透劑JFC(工業級)。
儀器WS2SD d/0色度白度計,YG026C型電子織物強力機,YG(B)541D2Ⅱ型全自動數字式織物折皺彈性儀,MINE TENTER軋烘焙一體機。
1.2試驗方法
1.2.1水解淀粉的制備
稱取適量淀粉,加入少量水,調成漿狀,然后加入1 mol/L的鹽酸溶液(淀粉與鹽酸溶液重量比1∶1),置于60℃恒溫水浴鍋中,進行不同時間水解,即得到不同的水解產物[1]。
1.2.2整理工藝
將淀粉或水解淀粉的溶液加熱到60℃,使其成為漿狀,然后加入所需的檸檬酸、次亞磷酸鈉、三乙醇胺、滲透劑JFC等,配制成整理液。將棉織物在整理液中二浸二軋(軋余率85%左右),然后經紅外線預烘或熱風預烘,并于150～190℃焙烘60～180s,再經50℃熱水充分水洗,冷水洗,最后烘干,于室溫中放置24h后測試相關性能。
1.3測試方法
白度把試樣疊成8層,在WS2SD d/0色度白度計上按“ISO”視亮度(白度)R457測5次,取平均值。
干態折皺回復角(緩彈)按GB/T 3819-1997《紡織品織物折痕回復性的測定》垂直法測定。
斷裂強力按GB/T3923.1-1997《紡織品織物拉伸性能第1部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》測定,按下式計算織物的斷裂強力保留率:
斷裂強力保留率%= | 整理后織物的斷裂強力 | ×100 |
整理前織物的斷裂強力 | ||
耐洗滌性能織物整理后,用2g/L洗衣粉溶液于60℃洗滌10min,浴比1∶50,再用清水洗凈,80℃烘干,為一次洗滌。洗滌若干次后,于室溫中放置24h后測定折皺回復角。
2結果與討論
2.1淀粉水解時間對織物性能的影響
固定其它工藝條件,僅改變淀粉的水解時間,整理后織物的性能見表1。
表1淀粉水解時間對織物性能的影響
水解時間min | 折皺回復角° | 斷強保留率% | 白度/% |
0 | 161.3 | 76.2 | 78.24 |
30 | 171.5 | 78.3 | 78.46 |
60 | 184.6 | 78.9 | 78.60 |
90 | 186.3 | 79.0 | 79.13 |
120 | 191.6 | 81.2 | 80.66 |
150 | 181.8 | 77.5 | 80.81 |
原樣 | 130.3 | 100 | 80.92 |
注:淀粉20 g/L、檸檬酸7%、次亞磷酸鈉6%、三乙醇胺3%、JFC 2mL/L,170℃焙烘90s。
由表1可以看出,隨著淀粉水解時間的延長,整理織物的折皺回復角、白度和斷裂強力均有所提高;當淀粉水解120min時,整理織物的折皺回復角、斷裂強力達到最大值,之后均有下降,而白度繼續提高。故淀粉的水解時間取120min較適宜。
2.2水解淀粉用量對織物性能的影響
淀粉水解時間120min,其余條件同表1,僅改變水解淀粉用量,整理后織物的性能見表2。
表2淀粉用量對織物性能的影響
水解淀粉g/L | 折皺回復角° | 斷強保留率% | 白度% |
0 | 175.3 | 77.3 | 79.61 |
10 | 180.2 | 78.5 | 80.27 |
20 | 190.6 | 81.1 | 80.15 |
30 | 197.3 | 81.6 | 80.57 |
40 | 181.4 | 82.7 | 80.13 |
60 | 177.0 | 81.1 | 80.41 |
由表2可以看出,整理液中加入水解淀粉,整理織物的折皺回復角、斷裂強力及白度均有提高,當其用量為30g/L時,整理織物的折皺回復角達最大值,之后則下降;斷裂強力在水解淀粉40g/L時達到最大值,之后有所下降;水解淀粉用量對織物白度基本不影響。綜合考慮,水解淀粉用量以30g/L較適宜。
2.3檸檬酸用量對織物性能的影響
淀粉水解120min,取水解淀粉濃度30g/L,其余條件同表1。檸檬酸用量對織物性能的影響見表3。
表3檸檬酸用量對織物性能的影響
檸檬酸g/L | 折皺回復角° | 斷強保留率% | 白度% |
0 | 148.8 | 78.3 | 80.11 |
3 | 171.8 | 82.3 | 80.82 |
5 | 187.9 | 83.3 | 80.35 |
7 | 197.0 | 81.6 | 80.57 |
9 | 195.9 | 79.7 | 79.63 |
12 | 197.7 | 77.2 | 79.03 |
由表3可以看出,不加檸檬酸,整理織物的折皺回復角、斷裂強力均較小;加入檸檬酸后,整理織物的折皺回復角、斷裂強力均明顯提高。其用量超過7%后,折皺回復角增加緩慢。整理織物的斷裂強力在檸檬酸用量較少時,隨著其用量的增加略有提高,而用量較大時,則隨著檸檬酸用量增加而下降。整理織物的白度在檸檬酸用量較大時也有所下降。這是因為檸檬酸可與棉纖維大分子上的羥基及淀粉分子中的羥基發生酯化反應,在纖維內部形成網狀交聯結構,阻礙大分子間的相對滑移,從而提高織物的防皺效果。但整理劑與纖維分子間共價交聯較多時,纖維受外力作用后均勻分配外應力的能力下降,易造成應力集中,大分子鏈更易斷裂,因而斷裂強力下降[2]。檸檬酸用量較高時織物白度反而下降,主要是因為焙烘時檸檬酸分子中的羥基和其鄰位上的氫受熱脫去,生成烏頭酸、衣康酸和檸康酸等不飽和羧酸[3]。綜合考慮,檸檬酸用量以7%為宜。
2.4次亞磷酸鈉用量對織物性能的影響
淀粉水解120 min,水解淀粉30 g/L,其余條件同表1。次亞磷酸鈉用量對織物性能的影響見表4。
表4次亞磷酸鈉用量對織物性能的影響
次亞磷酸鈉g/L | 折皺回復角° | 斷強保留率% | 白度% |
0 | 160.1 | 76.1 | 78.63 |
4 | 188.1 | 78.2 | 79.97 |
6 | 197.0 | 81.6 | 80.28 |
8 | 192.5 | 78.7 | 80.08 |
10 | 189.6 | 78.1 | 80.48 |
12 | 189.2 | 76.8 | 80.29 |
由表4可以看出,隨著次亞磷酸鈉用量增加,整理織物的折皺回復角及斷裂強力提高,當其用量為6%時,達到最大值,之后有不同程度的下降;次亞磷酸鈉用量對織物白度影響不大。這是因為在焙烘過程中,次亞磷酸鈉能釋放出堿性物質,以中和多元羧酸高溫時釋放的酸,減輕了對織物的損傷。同時,次亞磷酸鈉在高溫下能促進多元羧酸的相鄰羧基脫水成酐,利于檸檬酸與纖維素分子及水解淀粉分子上羥基的酯化反應,從而使整理織物的彈性上升。綜合考慮各項性能,次亞磷酸鈉用量以6%為宜。
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