棉織物防皺整理中的釋放甲醛問題，一直是人們所關注的，隨著環(huán)保和健康意識的增強，這個問題更加突出。自60年代Gagliardi和Shippee［1］提出用多元羧酸作為無醛整理劑以來，關于多元酸在織物防皺整理方面的應用研究已越來越受到人們的重視。在多元酸中，檸檬酸因其價廉無毒的優(yōu)點而格外引起注意和研究。有關檸檬酸的研究國內(nèi)外均已有報導［2，3，4］，它可改善織物的防皺性能，但是由于存在使織物泛黃的缺點，限制了它更廣泛的應用。
本文就如何改善織物經(jīng)檸檬酸整理后的泛黃問題進行了研究。
1.實驗部分
1.1.織物：經(jīng)退煮漂后的20×20、76×68純棉平布
1.2.藥劑：檸檬酸（ＣＡ）、次亞磷酸鈉（ＳＨＰ）、三乙醇胺（ＴＥＡ）、硼酸（ＢＡ），均為分析純，ＤＭＤＨＥＵ（含固量40％）為工業(yè)品
1.3.工藝：二浸二軋(軋液率90％），90℃預烘2.5ｍｉｎ，然后以不同條件焙烘。1.4.測試項目：白度、折皺回復角(經(jīng)＋緯)以及經(jīng)向斷裂強力。
1.5.儀器及設備：日產(chǎn)ＮＭ－450型軋車，日產(chǎn)ＤＭ－5Ｅ焙烘實驗機，ＺＢＤ白度儀，ＹＧ026－31Ａ織物強力測試儀。
2.結(jié)果與討論
2.1.CA的防皺機理及織物泛黃原因
多元酸的防皺機理與傳統(tǒng)的Ｎ－羥甲基樹脂不同，后者是以活潑的羥甲基與纖維上的羥基進行醚鍵結(jié)合，而多元酸作為防皺整理劑則是通過分子中的羧基與纖維素中的羥基進行酯化反應，從而在纖維分子間形成交聯(lián)。而具體的反應歷程則是脫水成酐，然后通過酐中間產(chǎn)物與纖維發(fā)生酯化反應的：
但因為CA是α?羥基酸，在分子結(jié)構中有一個羥基，因此，在加熱焙烘過程中，一方面羥基脫水成酐。同時，羥基與鄰近碳原子上的H也可能受熱脫去而生成烏頭酸(丙烯三酸)，并可進一步脫去ＣＯ?2，形成衣康酸(甲叉丁二酸)。烏頭酸和衣康酸都是不飽和酸，由于它們分子結(jié)構中不飽和鍵的存在，在加熱焙烘過程中，使織物泛黃變色［5，6］。
2.2.焙烘溫度對織物泛黃的影
許多研究［3，4］已經(jīng)證明，在整理工藝中的焙烘溫度對于織物泛黃有重要影響。這是因為CA脫水產(chǎn)生烏頭酸和衣康酸，是在175℃以及高于175℃條件下發(fā)生的［5］。
表1是不同焙烘條件下織物的性能數(shù)據(jù)。由表中數(shù)據(jù)可知，織物白度與焙烘溫度直接相關，溫度越高，織物泛黃就越嚴重。
表1不同焙烘條件對織物性能的影響
處方 | 焙烘條件 | 織物性能 | |||||
白度 | 折皺角 | 強力保留率 | |||||
ＣＡ7％，SHP4％ | 160℃／150sec | 75.2 | 241.0 | 65.1 | |||
ＣＡ7％，SHP4％ | 170℃／120sec | 73.4 | 243.3 | 62.5 | |||
ＣＡ7％，SHP4％ | 180℃／90sec | 71.0 | 237.9 | 60.6 | |||
原布 | 82.1 | 144.4 | 100 | ||||
訖今為止國外有關研究［2，3，4］均以180℃／90ｓｅｃ作為檸檬酸防皺整理的工藝條件，這主要是為了與多元酸中另一種主要的四元酸—丁四羧酸在同等條件下相比較。但是卻忽略了CA本身的特點，即它是一個羥基酸，＞175℃會發(fā)生脫羥分解。因此，對于CA而言，合理的工藝應是適當降低焙烘溫度。由表1可知，降低焙烘溫度對于提高織物強力保留率也是十分有利的。
但是從表1的數(shù)據(jù)也看到，盡管隨溫度的降低白度趨于提高，白度值仍處于較低的水平。因此，要提高白度值，除了降低焙烘溫度外，還要輔之以添加劑。
2.3.添加劑對織物白度的影響
為了改善織物的泛黃問題，可以采用多種添加劑。其中酸性物質(zhì)有硼酸等，堿性物質(zhì)主要有羥基胺。硼酸(BA)是通過螯合作用，使CA中的羥基不易脫去，從而克服泛黃。而含有羥基的胺類則是通過其分子中的羥基，與CA分子中的羥基互相縮合，成醚鍵，抑制其脫水。
表2是分別以BA及三乙醇胺(TEA)作添加劑，織物的性能比較。
表2.不同添加劑對織物性能的影響
處方 | 烘焙條件 | 織物性能 | ||
白度 | 折皺角 | 強力保留率 | ||
ＣＡ7％，SHP4％，TEA2.5％ | 160℃／150sec | 79.6 | 217.5 | 77.8 |
ＣＡ7％，SHP4％，ＢＡ0.2％ | 16 | 79.6 | 222.3 | 61.1 |
ＣＡ7％，SHP4％，TEA2.5％ | 170℃／120sec | 78.3 | 233.7 | 75.5 |
ＣＡ7％，SHP4％，ＢＡ0.2％ | 170℃／120sec | 78.1 | 226.0 | 60.8 |
ＣＡ7％，SHP4％，TEA2.5％ | 180℃／90sec | 77.0 | 235.6 | 64.4 |
ＣＡ7％，SHP4％，ＢＡ0.2％ | 180℃／90sec | 76.4 | 236.9 | 60.2 |
由表2可知，在同等焙烘條件下，BA與TEA對于織物白度和折皺回復角的影響大致相當，然而TEA對于織物強力的影響明顯優(yōu)于BA，在低溫焙烘時尤為顯著。這是因為BA可以使織物發(fā)生酸性水解，而三乙醇胺則因其堿性抑制了織物的酸性水解。
因此，雖然硼酸用作整理添加劑具有用量少的特點，但對于檸檬酸而言，其本身是一個中等強度的酸，不宜再用酸性添加劑，以免織物強度損失過多。而應采用堿性添加劑。
由表2可知，加入添加劑TEA后，白度變化的趨勢仍是隨焙烘溫度的降低而提高，但是白度值的整體水平比未加添加劑前有很大提高。更值得注意的是，添加劑TEA可使織物的強力保留率明顯提高。在160℃和170℃焙烘條件下，強力保留率均已超過了70%。這一方面是由于三乙醇胺的堿性在一定程度上抑制了檸檬酸的酸性對纖維的水解損傷，另一方面，則是因為TEA含有三個羥基，它們不僅與CA中的羥基結(jié)合成醚鍵，也可與CA中的羧基進行酯化反應，其結(jié)果是不僅在ＴＥＡ—ＣＡ—纖維素之間形成了三維網(wǎng)狀結(jié)構，又可使CA與TEA組成較長的支鏈化的交聯(lián)，可使纖維在受外力作用時，更均勻地分布應力；第三方面則是由于三乙醇胺是強極性的溶劑，有利于溶脹纖維，有利于交聯(lián)劑的擴散與滲透，因此有利于提高交聯(lián)的均勻性，改善織物的強度。
TEA用量變化對織物性能影響見表3。TEA用量在1.25％～3.75％范圍內(nèi)變化，織物白度并不隨TEA用量的增加而提高。織物的強力保留率隨TEA
在綜合分析溫度、添加劑、催化劑等各個因素的基礎上，提高改善織物白度，并使其它性能也達到較高水平的較全面的平衡的工藝，并與常規(guī)2D樹脂作比較，見表4。
表3ＴＥＡ用量對織物性能的影響
處方及工藝 | ＴＥＡ用量 | 織物性能 | ||
白度 | 折皺角 | 強力保留率 | ||
ＣＡ7％，ＳＨＰ4％ 160℃／150ｓｅｃ | 1.25％ 2.5％ 3.75％ | 79.2 79.6 79.4 | 231.5 217.5 187.8 | 75.7 77.8 83.1 |
ＣＡ7％，ＳＨＰ5％ 160℃／150ｓｅｃ | 1.25％ 2.5％ 3.75％ | 81.2 80.1 79.4 | 214.9 198.9 184.8 | 78.0 77.2 82.0 |
表4改進后工藝與2D的對比
處方及工藝 | Ｗ織物性能 | ||
白度 | 折皺角 | 強力保留率 | |
ＣＡ7％，SHP6％，TEA2.5％150℃／180sec | 81.3 | 212.4 | 80.1 |
ＣＡ7％，SHP5％，TEA1.25％160℃／150sec | 81.2 | 214.9 | 78.0 |
2Ｄ3％，ＭｇＣｌ2·6Ｈ2Ｏ1.3％170℃／90sec | 78.7 | 196.2 | 66.0 |
2Ｄ3％，ＭｇＣｌ2·6Ｈ2Ｏ1.3％160℃／90sec | 81.3 | 203.0 | 51.7 |
3.結(jié)論
檸檬酸整理后織物的泛黃問題可以通過調(diào)整加工時的焙烘溫度以及加入添加劑得以克服。焙烘溫度低于檸檬酸脫羥分解的臨界溫度可明顯改善織物泛黃。在檸檬酸整理浴中堿性添加劑三乙醇胺的整體效果優(yōu)于硼酸。通過降低焙烘溫度和添加劑三乙醇胺的綜合作用，可使織物的白度、折皺回復角以及強度保留率的
相關信息 
推薦企業(yè) 推薦企業(yè)
推薦企業(yè)
編.gif)
您所在的位置：
