（纺织化学与染整工程专业论文）羊毛织物的功能性整理研究.pdf

f ：、；or ! 苏州大学学位论文使用授权声明 本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定， 即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸 质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献 信息情报中心、中国科学技术信息研究所( 含万方数据电子出版社) 、 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子 文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索。 涉密论文口 本学位论文属 在年一月解密后适用本规定。 非涉密论文口 论文作者签名： 导师签名： e t 期：鱼翌：j ：兰兰 日 羊毛织物的功能性整理研究中文提要 羊毛织物的功能性整理研究 中文提要 羊毛织物具有独特的外观风格与优良的保暖功能，且具有手感柔软、色泽鲜艳、 穿着轻盈舒适等特点，深受消费者的欢迎。人们生活水平的提高，对羊毛织物功能性 的要求越来越高。本文结合工厂生产的实际需求，对羊毛织物的拒水整理、防紫外线 整理、纳米抗菌整理的方法和工艺进行了研究。 采用防水剂o l e o p h o b o lc o 对羊毛织物进行拒水整理，通过单因素试验，得到最 佳整理工艺条件为：整理剂用量为5 0g l ，调节p h 为5 - 6 ，1 1 0 c 预烘2 m i n ，1 6 0 c 焙烘3 m i n 。该工艺整理的织物，洗涤5 次后拒水等级仍然为9 0 分，整理加工对织物 的色光影响较小，对织物的染色牢度没有影响。 采用防紫外线整理剂t y r o n ea 2 0 6 进行防紫外线整理，通过单因素试验，得到最 佳整理工艺条件为：选择整理剂用量为4 0g l ，1 0 0 预烘2 m i n ，1 6 0 焙烘1 5 m i n 。 该工艺整理的织物，在紫外区的透过率低于5 ，洗涤1 0 次后的u p f 值仍然达到 3 7 4 l 。 采用纳米无机抗菌剂g r e e n s t o n eg & s t i 、g & s a g 、g & s z n 对羊毛织物进行整 理，试验结果表明，三种整理剂均具有较好的抗茵性能。其中g & s z n 抗菌剂的抗菌 效果最佳，当用量为5 9 l 时，抑茵率就达到9 4 6 。 关键词：羊毛织物，拒水整理，防紫外线整理，抗菌整理，工艺 作者：周新祥 指导教师：王祥荣 l i w r i t t e nb y ：z h o ux i n - x i a n g s u p e r v i s e db y - w a n gx i a n g - t o n g 第一章 1 1 1 2 1 3 第二章 2 1 2 2 2 3 2 4 第三章 3 1 3 2 4 4 本章小结4 0 第五章结论4 2 在读期间发表的论文4 3 致谢4 4 羊毛织物的功能性整理研究 1 1 羊毛织物功能性整理的现状 羊毛织物的功能性后整理是通过整理赋予羊毛织物原来并不具有的一些功能。羊 毛织物具有独特的外观风格与优良的保暖功能，且具有手感柔软、色泽鲜艳、穿着轻 盈舒适等特点，深受消费者的欢迎。随着生活水平的不断提高，人们对产品功能的需 求，已由单一保暖型向舒适、健康、安全、易护理以及保健等功能转变。为了适应市 场需求的变化，必须实现产品功能的革命，开发功能性毛纺产品。从近几十年的功能 整理发展来看，整理内容从防水、抗皱、阻燃等几种，发展到目前的几十种。功能整 理技术则从简单的化学整理，发展到目前的高新技术，如纳米技术、生物技术等。当 今，随着消费水平及毛织物后整理技术的不断提高，毛纺织面料的品种层出不穷。这 不是单一纺织技术能达到的，而是纺织、化工、高分子材料及生物工程等各方面技术 的集合，尤其在后整理技术上表现最为突出。因而，毛纺织面料的后整理技术及各种 整理剂的应用正受到毛纺界人士的高度重视i l 】。目前，羊毛织物的整理主要有以下几 方面。 1 1 1 防毡缩整理 羊毛织物在水洗过程中由于羊毛纤维表面鳞片层的正负摩擦系数不同，羊毛会发 生毡缩现象，引起织物面积收缩、产生绒毛，严重的甚至会影响到织物的服用性能。 毛织物毡缩的原因主要是羊毛鳞片层结构所引起的定向摩擦效应及羊毛的卷曲、弹性 所造成的。防毡缩的主要方法是破坏鳞片层和用树脂包覆在织物表面两种方法【2 】。 1 1 2 弹性整理 毛织物的弹性后整理是采用特殊的化学助剂对织物进行弹性整理，可使织物获得 经向、纬向或双向的弹性。例如选用的是意大乖u l a m b e r t i 公司a r o s t r e t c h 弹性整理助剂， 该技术主要适用于全毛织物和小比例化纤混纺织物，通过织物和纱线结构的调整以及 化学助剂对羊毛纤维分子结构的作用，从而使织物获得类似“羊毛+ 莱卡织物”的弹性 效果，同时织物柔软的手感和优良的悬垂性都不会受到影响【3 1 。需要指出的是：由于 该方法的后整理工艺时间较长、要求严格，需要反复试验和实践来掌握其弹性率的变 第一章绪论羊毛织物的功能性整理研究 化以进行控制，适应于全毛和小比例化纤混纺的轻薄及中厚织物。经弹性整理后的毛 织物有着诸多的优点，如产品成形性好、不会发生中缝线起皱和熨烫困难，同时可改 进面料的松弛收缩、提高织物尺寸的稳定性。但是也存在着局限性，比如整理后的织 物弯曲刚度低和抗剪切刚度偏低，给服装裁剪和缝n 力n - f 带来一定困难，如服装的保 形性较差、格型产品不易拼格等。如何改进弹力面料的性能缺陷，需要加强这方面进 一步的研究。 1 1 3 三防整理 三防整理又称为拒水、拒油、防污整理，目前主要应用于精纺毛织物面料上。通 常利用有机氟化合物在织物表面形成一层致密的薄膜，改变纤维表面性能，使纤维的 表面张力低于油的表面张力，而水的表面张力远大于油的表面张力，所以织物经过拒 油整理后同时也就有了拒水的功能。这类助剂通常能使织物具有防尘作用从而达到防 污效果，同时能够使织物表面的比电阻下降，因此兼带抗静电效果【4 5 1 。纳米技术的 运用使得织物得三防整理效果更好。纳米粒子的小尺寸效应，在特定的表面上建造纳 米尺寸几何形状互补的界面结构。由于纳米尺寸低凹的表面可使吸附气体分子稳定存 在，所以宏观表面上相当于有一层稳定的气体薄膜，使油和水无法与材料的表面接触 【6 】。当纳米粒子高度分散在羊毛纤维之间及羊毛纤维表面，它们与有机氟树脂、粘合 剂在纤维表面形成一层很薄而致密的膜，阻止了油污的进一步渗透，大大提高了拒水、 拒油和防污性能。 1 1 4 抗静电整理 1 7 5 6 年罗伯特塞默首先发现了不同纤维之间摩擦带电现象，二百多年来人们对 纺织材料的静电现象进行了深入研究，羊毛及羊毛混纺面料的抗静电性一直是研究的 重点。羊毛织物产生静电的原因是由于接触和摩擦，易造成电荷在物体表面的转移， 产生静电现象。随着人们生活水平的不断提高，对毛精纺面料的抗静电性能要求也越 来越高，不但要求穿着不贴腿、不吸尘，还要求抗静电性能具有持久性 7 1 。目前采用 的传统的抗静电方法是加入抗静电整理剂，而纳米抗静电技术是近年来羊毛织物抗静 电整理的新途径。 1 1 5 阻燃整理 阻燃整理是通过化学键合、化学粘合、吸附沉积及非极性范德华力结合等作用使 2 羊毛织物的功能性整理研究第一苹绪论 阻燃剂固着在纤维、纱线或织物上，使织物获得阻燃效果的加工过程【8 】。按耐水洗程 度分可分为暂时阻燃整理、半耐久阻燃整理、耐久阻燃整理。暂时阻燃整理适用于不 洗涤或偶尔洗涤的产品，如舞台帷幕、包装布等，半耐久阻燃整理主要用于电热毯、 墙布、沙发布等织物的阻燃耐洗次数要求不是很高的产品，而耐久阻燃整理则应用广 泛，如床上用品等。 1 1 6 抗菌整理 在自然界中存在着真菌、细菌和病毒，它们通过各种各样的方式传播疾病，而纺 织品就是最好的传播途径之一。毛织物经过抗菌整理后，可达到持久的抗菌效果。目 前较为常用的为有机硅一季铵盐类整理剂，这类抗菌剂是以季铵盐类中的阳离子通过 静电吸引处于微生物表面的阴离子，从而抑制微生物的呼吸，将细菌杀灭达到抗菌的 效果f 9 1 。近年来，随着微胶囊技术及纳米技术的不断发展，可将纳米银或其他纳米级 抗菌剂制成微胶囊，再用粘合或涂层的方法添加到织物表面。由于银离子无毒、无色， 对微生物有破坏作用，故整理后织物能够达到抗菌的目的。或者直接采用纳米银离子 粉体结构，使其进入纤维间的空隙中，抗菌效果持久【l o l 。该方法对环境无污染，符合 绿色纺织品的概念，有很大的市场前景和发展空间。 1 1 7 远红外整理 织物通过远红外整理可使服装既轻薄又保暖，符合时尚和实用的时代要求。远红 外纤维的创意来源于日本的陶瓷工艺【1 1 1 。羊毛的远红外整理需要3 个步骤来完成：首 先利用碳酸钠等碱性物质或次氯酸钠等氧化剂对羊毛表面的鳞片层进行处理，使羊毛 表面产生多种阴离子基团，并使其具有与阳离子性陶瓷微粒形成离子结合的能力。然 后将陶瓷微粉制备成阳离子性的稳定的含硅分散体系，并使其与经表面改性的羊毛表 面阴离子基团产生离子吸附，从而附着在羊毛纤维表面及孔隙中。最后采用阳离子型 树脂对已经吸附陶瓷微粒的羊毛或织物进行固着处理，使树脂与经表面改性的羊毛产 生共价键结合，从而将陶瓷微粒也一同覆盖在纤维表面，使陶瓷微粒牢固地结合在纤 维表面，从而使织物获得远红外功能。 1 1 8 抗紫外线整理 随着高支轻薄型羊毛织物的问世，夏季穿着凉爽羊毛面料或羊毛t 恤衫已成为一 种流行的时尚，但夏季紫外线对人体肌肤的伤害是避免不了的。且随着碳氟系溶剂和 第一章绪论羊毛织物的功能性整理研究 氟里昂的大量使用，大气的臭氧层遭到严重的破坏，到达地球表面的紫外线不断增加， 为了保护人体免遭过量紫外线的辐射，研究开发抗紫外线辐射的产品已迫在眉睫 1 2 - 1 4 。采用助剂整理，可使羊毛纤维有效吸收紫外线，阻挡紫外光的透过率，起到保 护皮肤的效果。羟苯酮尿系物质是较为有效的羊毛紫外线吸收剂，同时这种助剂的整 理过程对人体也是安全的。 1 2 羊毛织物功能性整理的发展趋势 羊毛织物发展的总趋势是生态、时尚、舒适、健康、与环境和谐发展。应加强资 源循环利用，坚持可持续发展的方向。必须运用各种多元化组合新环保型染料助剂的 原料和高技术手段，进行自主创新，落实“科学发展观”、“走新型工业化道路”，实现 纺织工业的结构调整和产业升级。主要表现在以下几方面【1 5 】： 穿着舒适易护理、手感柔软。比如对织物进行抗皱整理，从而使织物具有良好 的外观保持性，且穿着舒适。舒适型无刺痒高支轻薄型毛织品制成的服装，不但穿着 舒适而且贴身无刺痒感。 毛纺产品易护理。以突破毛纺面料服装穿着高贵护理难的不足为目的，使毛织 物具有防缩、机可洗、防虫蛀、防污、防水、防霉等功能。它通过整理技术加工而成， 使产品易护理且服用方便。 绿色毛纺产品。羊毛原料和产品加工全过程的油剂、助剂、染化料的选用均按 照绿色纺织品要求严格控制，产品品质达至u o k o t e x l 0 0 生态纺织品标准。 健身、安全功能性毛纺产品。大多采用功能性纤维融于原料或添加助剂的整理 技术加工，有防紫外线、防幅射、抗菌防臭、防静电、阻燃等功能性毛纺产品。 功能多元化毛纺产品。由单一功能整理向多功能整理发展，如防水、拒油、抗 静电三合一，防紫外、远红外、负离子三合一等。 1 3 本课题的研究内容和意义 随着人们生活水平的提高，对纺织品的要求也越来越多，越来越高。这恰好为纺 织印染工作者提供了开发新功能性整理的思路，预计功能性织物在我国市场上也会占 据越来越大的比重。大力开发新型功能性毛纺织品，提高毛纺织品的附加值，对于提 高其在国外市场的竞争能力尤为重要。 本文结合工厂生产中的具体问题，对羊毛织物功能性整理的几个方面进行了研 4 羊毛织物的功能性整理研究第一章绪论 究。希望为提高毛纺企业后整理水平提供依据。主要研究内容如下： 羊毛织物的拒水整理：选择适合羊毛织物的防水整理剂，探讨防水剂在羊毛织 物上的应用性能，通过测定防水效果和织物性能指标，优化整理的工艺条件，分析整 理加工对织物性能的影响。 防紫外线整理：选择适合羊毛织物的防紫外线整理剂，探讨防紫外线整理剂在 羊毛织物上的应用性能，通过测定u p f 值、透过率以及织物其他性能指标，优化整理 的工艺条件，分析整理加工对织物性能的影响。 抗菌整理研究：选择无机纳米整理剂对羊毛织物进行抗菌整理，分析整理效果， 寻找适合羊毛织物抗菌整理的高校整理剂。 参考文献 【1 】苏开第毛织物后整理及其整理剂【j 】纺织导报，1 9 9 9 ，( 2 ) ：4 6 - 4 8 【2 】阎克路染整工艺学教程( 第一分册) 【m 】北京：中国纺织出版社，2 0 0 5 9 【3 】李波，柳中笑，李伟，等精纺面料的弹性整理和织物性能【j 】西安工程科技 学院学报，2 0 0 4 ，1 8 ( 3 ) ：2 0 0 - 2 0 1 【4 】谢孔良，功能性纺织品新型后整理技术研究动向【j 】纺织导报，2 0 0 3 ，6 ：2 5 - 2 9 【5 】袁文勇，杨文博，陈改枝，羊绒机织产品三防整理技术【j 】，印染，2 0 0 3 ( 7 ) ： 2 6 - 2 7 【6 】张永久，冯爱芬，祖倚丹，等毛织物拒水拒油整理及其对织物性能的影响【j 】毛 纺科技2 0 0 6 ( 6 ) ：1 9 - 2 3 【7 】刘杰，孟庆霞，都波，抗静电剂及其在纺织染整加工中的应用【j 】，应用科技， 2 0 0 0 ，( 3 ) ：2 3 - 2 4 ，13 【8 】陈荣圻，纺织品阻燃剂的安全评估和绿色品种最新开发【j 】，印染助剂，2 0 0 8 ( 4 ) ： 1 - 1 1 【9 】张昌辉，谢瑜，徐旋，等，一种有机硅季铵盐抗菌剂的合成和性能【j 】，日用化 学工业，9 9 - 1 0 2 1 0 】高绪珊，昊大诚纳米纺织品及其应用 m 】北京：化学工业出版社，2 0 0 5 【1 1 】方景芳，羊绒、丝绒针织物纳米远红外整理【j 】，印染，2 0 0 3 ，( 8 ) ：5 - 7 【1 2 】谭娴抗紫外线辐射效果与纺织品特性的关系【j 】纺织科学研究，2 0 0 2 ， 羊毛织物的功能性整理研究 6 剂，2 0 0 2 ，1 9 ( 3 ) ：4 3 - 4 5 0 0 8 ，( 2 5 ) ：3 8 1 北京：中国纺织出版社， 羊毛织物的功能性整理研究第二章羊毛织物的拒水整理 第二章羊毛织物的拒水整理研究 2 1 织物拒水整理概述 拒水整理在纺织品上的应用已有较长的历史，人们很早就能制造出防水织物抵御 大自然的雨淋，如我国用桐油涂浸的油布可以做成雨伞、雨靴和衣服。近代用橡胶涂 布做成雨衣及蓬布，使织物表面形成均匀膜层，依靠物理方法阻止水的透过。虽然这 种衣服不透气更不透湿，穿着很不舒适，但由于它能抵御暴雨，目前在某些方面还具 有应用价值。由于技术的进步，利用低表面能的整理剂，可以做到依靠表面层原子或 原子团的化学力使水不能润湿织物。这种方法最大的优点是仍能保持良好的透气和透 湿性，有助于人体皮肤和服装之间的微气候调节，增加穿着舒适感。它也不会影响织 物的手感并且有助于提高服装的风格，这种方法称作拒水整理【。经这种整理加工 的面料主要用于民用服装。 2 1 1 织物的拒水整理机理 图2 1 织物表面液滴的接触角 如图2 1 所示，将一滴水( l ) 滴在放在空气( g ) 中的平整织物固体( s ) 上面，若水滴 不铺展，则平衡时各界面界面自由能的关系可由y o u n g 方程式表示如下： 丫s g ： 1 ，s l + y l gc o s 0 式中：0 ：接触角，恤：液气界面界面自由能，7 s o ：固气界面界面自由能，丫s l ：固液界面界面 自由能。 y o u n g 方程可知，接触角0 的大小取决于各界面界面界面张力的大小。当液态 水存在于织物表面时，若液态水在织物两侧存在压差，则其可能通过毛细管透过，水 在毛细管中的附加压力a p 的大小和方向直接影响到织物的透水性。当附加压力大于 零时，将驱使水进入毛细管，透过织物；当附加压力小于零时，将阻止水的进入。毛 细管中的附加压力a p 由y o u n g l a p l a c e 公式计算得到： p = 2 y l gc o s 0 r = 2 ( t s g - t s l ) r 第二章羊毛织物的拒水整理羊毛织物的功能性整理研究 在此假设毛细管为半径相同的圆形直管，其半径为，。 由上面的公式可知，当接触角0 0 9 0 0 时，c o s 0 大于零，a p 大于零，外界对水滴 施加的压力和毛细管附加压力方向相同，水就能顺利通过织物形成的毛细管而透过织 物。当接触角9 0 0 0 1 8 0 0 时，c o s o d , 于零，p d , 于零，毛细管附加压力阻止水的透 过的。毛细管附加压力的大小主要取决于接触角0 和毛细管半径，的大小。接触角0 愈 大、毛细管半径r 愈小，附加压力则愈大。对于一般的织物来讲，此时水是否能透过 主要取决于外界对水施加的压力和毛细管附加压力的大小。当外界对水施加的压力小 于毛细管附加压力时，水就无法通过。 通过以上分析可以知，如能降低丫s g 或增大丫s l 以使y s o y s l 0 ，使水对织物的接 触角增大到9 0 0 以上，就可能阻止液态水通过毛细管而透过。目前一般在织物表面吸 附一层物质，使其原来的高能表面变为低能表面，以阻止液态水透过织物毛细管，达 到拒水的目的，且表面能愈小效果愈好。 2 1 2 常见织物拒水整理剂【5 】 2 1 2 1 烃类防水整理剂 烃类化合物具有疏水性，将其整理到织物上将产生拒水作用。将石蜡渗浸于纤维 或织物内部可使表面具有拒水性，铝皂固着于织物上也可产生优良的拒水性。早期的 方法是采用肥皂作为乳化剂，明胶、聚乙烯醇等作为保护胶体，将铝皂、石蜡等制成 3 0 - - 4 0 的乳液，将织物浸渍于含有此乳液1 5 的整理液中，即可得到具有优良拒水 性的织物。这类防水剂价格便宜，应用简便，因此具有广泛的应用。其缺点为耐洗性 差，手感较粗硬。若采用镐盐代替铝盐，则整理效果的耐久性会提高，但成本也高。 将羟甲基三聚氰胺与不同比例的高级脂肪酸、高级醇、三乙醇胺等反应的产物。 在一定条件下，通过未反应的羟甲基与纤维素反应或自身进行缩聚反应，使纤维表面 布满了整理剂分子，从而使织物达到既防水又透气、耐洗牢度好而又穿着舒适的目的。 如织物防水整理剂h p c 为乙醚化六羟甲基三聚氰胺与硬脂酸、十八醇、- - - 7 , 醇胺反 应的混合物与适量石蜡、乳化剂复配而成。 2 1 2 2 有机硅类防水剂 聚硅氧烷类化合物在高温和催化剂作用下，硅氧主链发生极化，极性部分向纤维 上的极性基团靠拢。硅氧主链上的氧原子可与纤维上的某些原子形成氢键，羟基硅油 8 羊毛织物的功能性整理研究 第二章羊毛织物的拒水整理 上的羟基则可与纤维上的某些基团发生缩合反应形成共价键，这样便将有机硅化合物 固定在纤维的表面。极性基团发生定位的同时，迫使非极性部分的甲基定向旋转，连 续整齐地排列在纤维的最外层。这些疏水性的甲基使纤维疏水化，从而改变了织物的 表面性能，产生了拒水效果。 当有机硅带有活性基团，如s i h 、s i o h 或s i o r 时，在催化剂存在下，能在较 低温度下交联成弹性膜，在织物表面形成防水层。这些活性基团还可与织物表面的羟 基反应，使形成的弹性膜与布基结合得更为牢固。甲基含氢聚硅氧烷( h l 汩s ) 较多 用于拒水整理，硅氢键具有较大的活性，在织物表面匀轧含氢硅油乳液后，在催化剂 作用下，易发生水解反应，水解后形成的s i o h 键可自身脱水缩合、交联成弹性膜， 或与纤维素纤维上的羟基反应形成醚键结合，产生交联，形成网状结构。固化后的有 机硅弹性膜覆盖于织物表面，从而赋予织物耐洗涤的优良拒水性能。 2 1 2 3 含氟防水防油整理n 6 - t j 氟是元素周期表中电负性最强的元素，碳氢键上的氢被氟取代以后，键能就可以 从c h 键的9 6k c a l m o l 增加到c f 键的11 6k c a v m o l 。因此，含有大量c f 键的化合物 分子间凝聚力小，使化合物的表面自由能显著，从而形成了很难被各种液体润湿、附 着的特有性质，表现出优异的疏水、疏油性。 与氢原子相比，氟原子更容易将c _ f 键屏蔽起来，保持高度的稳定性，因此含 氟整理剂在强酸、强碱、高温和高辐射等各种环境下均显示出稳定性。含氟整理剂有 低浓高效的特点，使处理后的织物可保持良好的手感，优异的透气性、透湿性。和有 机硅、烃类整理剂相比，含氟整理剂在拒水拒油性、防污性、耐洗性、耐摩擦性、耐 腐蚀性等各方面都有着不可比拟的优势，因此其在纺织品加工中的应用日趋广泛。 含氟防水防油整理剂一般是由一种或几种含氟单体和一种或几种非氟单体共聚而成。 含氟单体一般为含氟丙烯酸酯单体，提供整理剂拒水拒油性；非氟单体一般情况下为 乙烯基系单体，可赋予整理剂成膜性及与底材的粘合性。还可在分子中引入一些改性 基团，这样可以使被整理织物具有某些特殊性能。 本章主要探讨防水剂o l e o p h o b o lc o 在羊毛织物上的应用性能，重点研究整理的 工艺条件以及整理加工对织物性能的影响。 2 2 实验部分 9 第二章羊毛织物的拒水整理羊毛织物的功能性整理研究 2 2 1 实验材料 2 2 全毛哔叽，纱支6 6 s 2 防水剂o l e o p h o b o lc o ( 杜邦公司) 冰乙酸( 上海联试化工试剂有限公司，分析纯) 标准合成洗涤剂( 上海白猫专用化学品有限公司) 2 2 2 实验仪器及设备 u l 仃as c a nx eh u n t e r l a bk s 测试仪( 美国h u n t e r l a b 公司) m p 2 0 0 a 型电子天平( 上海第二天平仪器厂) p h s 2 c 型精密酸度计( 上海雷磁仪器厂) s w - 1 2 型a 耐洗色牢度试验机( 无锡纺织仪器厂) y g 0 2 6 b 型电子织物强力机( 常州市第二纺织机械厂) 织物沾水度试验仪( 温州市大荣纺织标准仪器厂) p b o 压染树脂机( 台湾瑞比) m t e n t e r 定型烘干机( 台湾瑞比) 2 2 3 实验方法 羊毛织物经二浸- - * l 整理液( 整理剂4 0g l ，醋酸调节整理液p h 为5 - 6 ，轧液 率为8 0 ) ，1 1 0 c 预烘2 m i n ，1 5 0 焙烘3 m i n ，在此条件下，固定其它条件不变， 进行单因素试验，单因素试验条件如下： 防水剂用量的单因素实验：助剂用量为2 0 9 l 、3 0g l 、4 0g l 、5 0g l 、6 0g l 。 焙烘温度的单因素实验：焙烘时间为1 3 0 、1 4 0 、1 5 0 、1 6 0 、1 7 0 。 焙烘时间的单因素实验：焙烘时间为l m i n 、2 m i n 、3 m i n 、4m i n 、5m i n 。 2 2 4 测试方法 2 2 4 1 拒水性能的测试 将待测试样绷紧在直径为1 5 0m m 的圆环上，与水平成4 5 。角固定在安装支架 上，在2 5 3 0 s 内将2 5 0m l 的蒸馏水迅速而平稳地倒入漏斗状的测试仪器中，以距样 本中心1 5 0m l n 高度冲至试样表面，喷淋完毕，将试样框夹取下，轻轻拍打两下，根 据试样表面被水沾湿的面积大小进行评分。 l o 羊毛织物的功能性整理研究第二章羊毛织物的拒水整理 玻璃漏斗 s ( 1 0 i s 0 t 9 3 饵 i $ 02 7 田 i 跚l 侈 图2 2 沾水试样外观和等级 1 0 0 分表面不润湿，水滴不沾附； 9 0 分表面不润湿，但有水滴沾附； 8 0 分表面有水滴状润湿； 7 0 分表面有相当部分润湿； 5 0 分表面几乎全部润湿； o 分正反面均润湿。 2 2 4 2k s 值的测定 将织物折4 层，在不同的四处位置用u l t r a s c a nx e 测色配色仪测量，取平均值。 2 2 4 3 整理织物耐洗性的测试 第二章羊毛织物的拒水整理羊毛织物的功能性整理研究 将整理后的织物放入洗衣机( t 8 准洗涤剂1 0g l ，浴比l ：3 0 ) 里，洗涤( 4 0 洗1 2 m i n 为一次) 后置于1 0 0 ( 2 烘箱中烘干。 2 2 4 5 强力测试 根据g b t3 9 2 3 1 1 9 9 7 ，在织物经向和纬向方向上分别剪取3 块5 x 2 0 的布条， 设定y g 0 2 6 b 型电子织物强力机的夹距为1 0c m ，进行拉伸强力测试，取其平均值。 2 2 4 6 水洗牢度的测试 根据g b t3 9 2 1 1 1 9 9 7 ，将整理试样剪成1 0 c m x 4c m ，与规定的贴衬织物( 毛、 棉) 缝合在一起放在耐洗色牢度试验机，在规定的时间与温度下，经机械搅拌、清洗、 干燥，用灰色样卡进行评级。 2 3 结果与讨论 2 3 1 整理剂用量对拒水效果的影响 根据2 2 3 的试验方法，取整理剂的用量分别为2 0 9 l 、3 0g l 、4 0g l 、5 0g l 、 6 0g t , 。试验了整理剂用量对拒水效果的影响，并测试整理后织物色光的变化和耐洗 性能。 表2 1 助剂用量对拒水效果的影响( 分) 由表2 1 可以看出，助剂浓度增加时织物的拒水等级增加，当浓度增加到4 0 9 l 时 织物拒水性能趋于平稳，保持在9 0 分，不再增加。这是因为整理剂用量提高，则羊毛 纤维吸附和渗透的整理剂量都会相应增加，因此可提高其整理效果。但吸附和渗透量 达到饱和后，再增加整理剂，效果不会再提高。 从表2 1 还可以看出，织物洗涤5 次后，助剂浓度为4 0 9 l 时织物拒水等级下降到 8 0 ，而助剂浓度为5 0 9 l 、6 0g l 时织物拒水等级不变，但是，织物洗涤1 0 后，助剂浓 度为5 0 9 l 、6 0g l 时织物拒水等级下降n 8 0 。综合试验结果，整理剂最佳用量选择为 5 0 9 l 。 从表2 2 可以看出，经过整理后的织物的l 、a 搴、b 幸和原样相差很小，并且d e * 1 2 羊毛织物的功能性整理研究第二章羊毛织物的拒水整理 都控制在l 之内，从而可知在不同助剂浓度的整理下，织物的明度差和色调差都很小 并且织物的总的色差都很小，织物的色光基本上没有变化。 表2 2 助剂用量对织物色光的影响 2 3 2 不同焙烘温度对拒水效果的影响 根据2 2 3 的试验方法，取焙烘温度分别为1 3 0 、1 4 0 、1 5 0 、1 6 0 ( 2 、1 7 0 。试验了焙烘温度对拒水效果的影响，并测试整理后织物色光的变化和耐洗性能。 1 0 0 8 0 求6 0 羹4 0 轺 2 0 0 1 3 01 4 01 5 01 6 01 7 0 焙烘温度( ) ，“一。1 。1 。1 。一 1 囱整理后圈洗涤5 次目洗涤1 0 次l 图2 3 焙烘温度对拒水效果的影响 由图2 3 可以看出，焙烘温度在1 3 0 - - 1 5 0 时，织物的拒水等级保持在8 0 分， 当焙烘温度上升到1 6 0 时织物的拒水等级升高到9 0 ，焙烘温度再升高时织物拒水等 级保持不变。焙烘温度为1 6 0 时，织物洗涤5 次和1 0 次后，拒水等级还是保持在9 0 ， 第二章羊毛织物的拒水整理羊毛织物的功能性整理研究 温度为1 7 0 c 时，织物洗涤1 0 次后，拒水等级下降n s o 。 从表2 3 可以看出，经过不同焙烘温度条件整理后的织物l 、a 、b 和原样相差 很小，从而可知在不同焙烘温度的整理下，织物的明度差和色调差都很小，但是当焙 烘温度上升到1 7 0 ，d e * 超过了1 ，从而可知温度过高会影响织物的色光。综合拒水 等级、耐洗性和色光变化，最佳焙烘温度选为1 6 0 。 表2 - 3 焙烘温度对织物色光的影响 焙烘温度( ) l a bde宰 1 3 01 6 0 9 70 1 8 0- 0 8 6 7 0 9 0 0 1 4 01 6 2 6 70 2 0 0- 0 9 2 2 0 7 2 7 15 016 2 3 0 0 2 3 0- 0 9 7 00 7 6 2 1 6 01 6 1 6 50 2 4 7- 0 9 1 50 8 3 2 1 7 01 5 9 9 70 2 1 2- 0 8 7 21 0 0 5 原样 1 6 9 9 00 1 6 0- 1 0 1 0 - 根据2 2 3 的试验方法，选取焙烘时间分别为l m i n 、2 m i n 、3 m i n 、4m i l l 、5r a i n 。 试验了焙烘时间对拒水效果的影响，并测试整理后织物色光的变化和耐洗性能。 由图2 4 可以看出，焙烘时间为l m i n 时，织物的拒水等级为8 0 分，当焙烘时间增 加n 2 m i n 以上时，织物的拒水效果保持在9 0 分不变了。由图8 可以看出虽然时，拒水 等级已经达到9 0 ，但是洗涤5 次后，焙烘时间为2 m i n 的布样拒水等级下降n s o ，而焙 烘时间为3 r a i n 时，洗涤5 次后，拒水等级仍然保持在9 0 分，因此，焙烘时间选择3 m i n 。 1 4 羊毛织物的功能性整理研究 第二章羊毛织物的拒水整理 求 v 巅 辩 * 鞲 2345 洗涤次数 目整理后洗涤5 次 图2 - 4 焙烘时间对拒水效果的影响 从表2 _ 4 可以看出，经过整理后的织物的l 、a 、b 和原样相差很小，并且d e * 都控制在0 5 之内，从而可知在不同焙烘时间的整理下，织物的明度差和色调差都很 小并且织物的总的色差都很小，织物的色光基本上没有变化。 表2 - 4 焙烘时间对织物色光的影响 2 3 4 拒水整理对织物其它性能的影响 根据以上的单因素试验，选择整理剂用量为5 0g l ，用醋酸调节溶液p h 为5 - 6 ， 采用二浸二轧( 轧液率为7 5 ) ，1 1 0 c 预烘2 m i n ，1 6 0 c 焙烘3 m i n 。测试了染色织物 的各项性能。 由表2 - 5 可知，采用该工艺整理后的织物，洗涤5 次后拒水等级仍然为9 0 分， 舌：加的们m 0 第二章羊毛织物的拒水整理羊毛织物的功能性整理研究 整理加工对织物的色光影响较小，对织物的染色牢度没有影响，整理后的织物强力反 而有所上升，只可能是由于整理过程使织物有所收缩，密度增加的缘故。 表2 5 拒水整理后织物的各项性能指标 2 4 本章小结 采用防水剂o l e o p h o b o lc o 对羊毛织物进行拒水整理，单因素试验结果表明，最 佳整理工艺条件为：整理剂用量为5 0g l ，调节p h 为5 - 6 ，1 1 0 。c 预烘2 m i n ，1 6 0 。c 焙 烘3 m i n 。在最佳工艺条件下整理的织物，洗涤5 次后拒水等级仍然为9 0 分，整理加工 对织物的色光影响较小，对织物的染色牢度没有影响。 参考文献 【1 】汪建，周蓉，纺织品拒水拒油整理的机理与应用【j 】，河南化工，1 9 9 9 ，( 1 0 ) ： 3 8 - 。3 9 ； 【2 】谢孔良，功能性纺织品新型后整理技术研究动向【j 】纺织导报，2 0 0 3 ，6 ：2 5 - 2 9 ； 【3 】袁文勇，杨文博，陈改枝，羊绒机织产品三防整理技术【j 】，印染，2 0 0 3 ( 7 ) ： 2 6 _ 2 7 ； 【4 】张永波，顾振亚防水透湿织物性能测试方法综述针织工业，1 9 9 9 ，n 0 5 ：5 0 - 5 3 ； 【5 】王祥荣纺织印染助剂生产与应用【m 】江苏：江苏科学技术出版社，2 0 0 4 ； 【6 】姜志刚，冯圣玉，王秀霞等含氟织物整理剂的发展方向【j 】化工中间体， 2 0 0 3 ，5 ，1 0 - 1 2 ； 【7 】陈益人，李霞，王菊梅，等，a g 含氟系列在棉织物拒水整理中的应用【j 】，印染， 2 0 0 5 ( 4 ) ：2 8 ； 1 6 羊毛织物的功能性整理研究第三章羊毛织物的防紫外线整理 第三章羊毛织物的防紫外线整理 3 1 防紫外线整理概述 紫外线是一种电磁波射线，国际照明委员会( c i e ) 将紫外线分为3 类，近紫外光 ( w a ，扣3 1 5 - 。4 0 0 n m ) ，远紫外光( 阱b ，扣2 8 0 3 1 5 n m ) 和超紫外光( u v - c ， 扣l o o 2 8 0 啪) 1 1 。紫外线a 能透入皮肤深部，使皮肤变黑，皮下弹性纤维受损，继 而出现折皱和松弛。紫外线b 的作用是紫外线a 的1 0 0 0 倍，夏季晒斑主要是由于紫外 线b 的作用，皮下血管吸收紫外线b 后引起扩张，使皮肤变红，生成红斑，严重时甚 至发生炎症。它也同样影响到皮下弹性纤维，进一步使皮肤失去弹性，形成粗糙的皱 纹。紫外线b 在地球外围臭氧层被部分吸收之后，仍有一部分到达地面。在夏季，阳 光中紫外线的含量最多，长时间照射人体会形成激烈的日晒反应，使皮肤衰老，雀斑、 褐斑加重，出现皮肤损伤。紫外线c 作为一种更强的紫外线，有很好的杀菌作用，但 也对人体有害。一般地讲，紫外线c 不能到达地面。但是，近年来，随着制冷装置的 使用和清洗电子仪器时排放出的含氟化合物，均使大气臭氧气受到破坏，到达地面的 紫外线b 和紫外线c 也随之增加，对人体的危害明显增大，直接威胁人们的身体健康。 防紫外线纺织品和各式各样抗紫外线系列化妆品日益受到青睐，防紫外辐射纺织品和 服装的开发，也越来越引起纺织界的重视。 3 1 1 织物防紫外线机理【2 - 3 】 根据光学原理，光线与物质的作用有透射、反射和吸收三种情况，紫外线照射到 织物上一部分被反射，一部分被吸收，其余的透过织物，反射和吸收光线的功能总称 为“遮蔽功能 。防紫外线纺织品的作用机理有两种：吸收作用和反射作用，相应地 紫外线遮蔽剂有吸收剂和反射剂两类。吸收剂和反射剂可单独使用，也可二者混用。 紫外线反射剂主要是利用无机微粒的反射和散射作用，可起到防紫外线透过的效应。 紫外线吸收剂，主要利用有机物质吸收紫外光，并进行能量转换，以热能形式或无害 低能辐射将能量释放或消耗。用适当方法加工的防紫外线纺织品，无论是什么纤维材 料( 如棉织物) 都可达到良好的抗紫外线效果，而且织物的厚度、色泽等因素对防紫外 线性能的影响也不再重要。 3 1 2 织物防紫外线整理剂的种类 第三章羊毛织物的防紫外线整理羊毛织物的功能性整理研究 根据防紫外线的原理，可将防紫外线整理剂分为紫外吸收剂及紫外散射剂，前者 一般为有机化合物，后者为无机氧化物等【l 4 1 。 3 1 2 1 有机类防紫外线整理剂 水杨酸酯类紫外线吸收剂：主要有水杨酸苯酯、水杨酸4 叔基苯酯、4 ，4 异丙叉双酚双水杨酸酯等，这类紫外线吸收剂能吸收2 8 0 3 3 0 h m 波长的紫外线，但 这类化合物熔点较低、易升华、吸收系数较低，并在强烈光照下会引起色变，故应用 较少。 羟基二苯甲酮类化合物：常见的产品有2 ，4 二羟基二苯甲酮、2 ，2 二羟基 4 ，4 二甲氧基二苯甲酮、2 羟基- 4 甲氧基5 磺基二苯甲酮、2 羟基_ 4 正辛氧基二 苯甲酮等。这类化合物分子结构中具有共轭结构和氢键结构，吸收紫外线后能转化成 热能、荧光、磷光，同时产生氢键互变异构，此结构能够吸收光能而不导致链断裂， 且能使光能转变成热能，在一定程度上是很稳定的；具有多个羟基，对纤维有较好的 吸附能力，是棉等天然纤维良好的抗紫外线整理剂。 苯并三唑类化合物：产品有2 ( 27 一羟基57 一甲基苯基) 苯并三唑、2 ( 27 一羟 基37 一特丁基5 一甲基苯基) 5 氯苯并三唑、2 ( 37 ，5 一二特丁基2 一羟基苯基) 苯并三唑等。这类化合物的分子结构和分散染料很近似，因此可采用高温高压法处理， 故对涤纶纤维有较高的吸收系数。一般可制成分散液的形式，将紫外线吸收剂按一定 组分进行研磨，形成稳定的紫外线吸收剂分散液。 3 1 2 1 无机抗紫外线整理剂 无机类抗紫外线整理剂也常被称为紫外反射剂，它利用无机氧化物对紫外线的反 射可以起到阻挡紫外线的作用。无机类抗紫外线整理剂具有安全有效、性能稳定、耐 久性好等优点，用于纤维时也不会影响织物的风格，因而越来越受到人们的重视。品 种主要有氧化锌、二氧化钛、氧化铁、硫酸钡、二氧化硅、氧化铝等。近年来，纳米 技术被用于无机类紫外线遮蔽剂的生产，利用纳米粉体的量子尺寸效应，使其对某种 波长的光吸收带有“蓝移现象”和对各种波长的吸收节有“宽化现象，导致对紫外 光的吸收效果显著增强，提高产品的紫外线屏蔽效果。目前，最常用的几种吸收紫外 线的纳米材料有：3 0 - - - 4 0 h m 的t i 0 2 ，它对4 0 0 n m 以下的紫外线有极强的吸收能力；f e 2 0 3 对波长4 0 0 n t o 以下的紫外线有良好的吸收能力；s i 0 2 对波长4 0 0 n m 以下的紫外线反射 羊毛织物的功能性整理研冗第三覃羊毛织物的防紫外线整理 率高达9 5 。资料报道，粒径l 1 0 。肛l 的超微细氧化锌粒子既能吸收紫外线，又能反 射紫外线，但不吸收可见光，且折射率小，光散射少，以单分散状态附于纺织品上或 分散在纤维之中，显示出很好的透明性【5 - 6 1 。 羊毛织物相对较厚，以往对羊毛织物的纺织外线整理相对较少，随着织造技术的 发展和面料的多样化要求，一些夏天穿的轻薄羊毛织物也要求进行防紫外线整理。本 章采用防紫外线整理剂t y r o n ea 2 0 6 对羊毛织物进行抗紫外线整理，探讨整理工艺对效 果的影啊。 3 2 实验部分 3 2 1 实验材料 织物：高支薄花呢( 2 1 + 1 2 ，1 0 6 s 5 2 s 1 ) 防紫外线整理剂t y r o n e a 2 0 6 ( 苏州佶丽公司提供) 标准合成洗涤剂( 上海白猫专用化学品有限公司) 3 2 2 实验仪器及设备 u l t r as c a nx eh u n t e r l a b 娜测试仪( 美国h u n t e r l a b 公司) m p 2 0 0 a 型电子天平( 上海第二天平仪器厂) y g 0 2 6 b 型电子织物强力机( 常州市第二纺织机械厂) 纺织品紫外测试仪l a b s p h e r e ( 美国) p b o 压染树脂机( 横式) ( 台湾瑞比) m t e n t e r 定型烘干机( 台湾瑞比) 3 2 - 3 实验方法 羊毛织物经二浸二轧整理液( 防紫外线整理剂4 0g l ，轧液率为7 0 ) ，1 0 0 c 预 烘2 m i n ，1 5 0 c 焙烘2 m i n ，在此条件下，固定其它条件不变，进行单因素试验，单因 素试验条件如下： 助剂用量的单因素实验：助剂用量为2 0 9 i , 、3 0g l 、4 0g l 、5 0g l 、6 0g l 。 焙烘温度的单因素实验：焙烘时间为1 3 0 c 、1 4 0 c 、1 5 0 c 、1 6 0 。c 、1 7 0 。c 。 焙烘时间的单因素实验：焙烘时间为0 5 m i n 、1 m i n 、1 5 m i n 、2m i n 、2 5m i n 。 3 2 4 测试方法 3 2 4 1 防紫外性能测定 1 9 由图3 1 可以看出，未经整理的羊毛织物u p f 指数为2 7 3 ，经过整理的织物的u p f 指数随着整理剂用量的增加而增加，当整理剂用i 为4 0 9 l 时达到最大值4 7 1 ，这是 因为整理剂用量提高，则纤维吸附和渗透的整理剂量都会相应增加，因此可提高其整 理效果。但吸附和渗透量达到饱和后，再增加整理剂，效果不会再提高。 从图3 2 可知，原样的透过率曲线明显高于其它5 个试样，并且在波长大于3 2 0 n m 以后，透过率大于5 ，根据g b t 1 8 8 3 0 2 0 0 2 纺织品防紫外性能的评定标准，样品的紫 同整理剂用量条件下对织物l 、a 、b 木值的影响，结果列于表3 1 。 2 l 第三章羊毛织物的防紫外线整理 羊毛织物的功能性整理研究 表3 1 抗紫外线整理及用量对织物色光的影响 助剂用量( g l ) l a bde 3 04 5 7 3 2- 0 4 9 5- 0 6 6 20 8 7 7 4 04 5 2 8 5加4 7 5- 0 4 3 50 6 4 5 5 04 5 6 1 7- 0 4 7 7- 0 6 5 20 7 9 0 6 04 5 3 4 7- o 4 7 7- 0 7 5 70 4 8 7 原样4 4 9 2 0 - 0 4 0 0- 0 9 6 0 由表3 1 可知，经过整理后的织物的l $ 、a 、b 和原样相差很小，d e * 都控制在1 之内，从而可知在不同助剂浓度的整理下，织物的明度差和色调差都很小并且织物的 总的色差都很小，织物的色光基本上没有变化。 5 0 4 5 蟮 筮筠 口 3 0 衢 2 0 的 助剂浓度( g l ) 图3 4 整理织物的耐洗性性能 由图3 4 可以看出，各个试样分别经过5 次、1 0 次水洗后，u p f 值都有所下降，但 是下降得不多，织物的u p f 指数保持在3 0 以上，即织物照样具有很好防紫外线性能， 经过整理后织物的耐洗性较好。综合上述分析，整