（纺织化学与染整工程专业论文）家洗过程中纺织品拒油性护理.pdf

y f i i i i i i 18i1 1 1 4 9 i i i i i i螋ii 浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。 本人授权浙江理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 学位论文作者签名： 保密函在三一几年解密后适用本版权书。 不保密口。 日期：1 钠胤调 榘挪 赢躲许过呷 同期：硼年1 月州， 浙江理工大学硕士学位论文 摘要 拒水拒油整理能够赋予纺织品拒水和抗油性物质玷污的能力，并能减少洗涤次数，降 低洗涤剂用量。本课题研究开发适用于家洗过程的纺织品拒水拒油护理技术，使己具有拒 水拒油功能的纺织品长久保持其特性，使未具有拒水功能的纺织品在家洗过程中获得一定 的拒水特性。 本课题在研究多种外界因素对纺织品拒水拒油功能影响的基础上，通过e d s 分析得出： 氟原子在织物表面定向排列的改变是导致拒水拒油纺织品功能下降的根本原因。研究发 现，重新热处理可以使已下降的拒水拒油性能得以回复，并提出了在家庭洗涤后的熨烫是 使拒水拒油纺织品的功能保持甚至提高的简单易行的方法。 研究发现适当的阳离子高聚物可以提高石蜡乳液的吸附性和热稳定性，在此基础上丌 发出石蜡乳液和反应性阳离子高聚物复合而成的石蜡基拒水剂w - 1 体系，并通过一系列的 工艺优化，使之适用于家洗过程( 洗涤、烘干、熨烫各道应用均可) 。 通过f t i r - a t r 分析发现：结构稳定剂能提高硅基拒水剂甲基层对外定向排列的稳定 性，进而提高拒水效果；应用催化剂能降低硅基拒水剂的成膜温度。在此基础上丌发出由 硅基化合物、结构稳定剂和催化剂复合而成的硅基拒水剂s - 5 体系，并优化了其应用工艺， 使之能有效用于洗涤、烘干和熨烫等各道家洗工序。 应用s e m 、t g a 和f t i r - a t r 分析手段研究了经石蜡基拒水剂w - 1 体系和硅基拒水剂s - 5 体系处理织物的表面形态和结构性能；应用接触角测试仪以及各种物理机械性能测试手 段，对经石蜡基拒水剂w 一1 体系和硅基拒水剂s 一5 体系处理织物的白度、表观颜色深度、 断裂强度、透气性、热稳定性等进行了一系列测试分析，表明经石蜡基拒水剂w - 1 体系和 硅基拒水剂s - 5 体系处理织物的内在结构和服用性能均没有显著削弱和损伤。 综合研究结果表明：通过家庭洗涤过程赋予纺织品拒水性能是可行的。石蜡基拒水剂 w - 1 和硅基拒水剂s - 5 体系均为性能良好的环保型家洗用拒水剂，在优化的条件下能赋予 纺织品拒水性达9 0 分( a a t c c2 2 2 0 0 1 ) 关键词：拒水拒油：家洗：石蜡基拒水剂；硅基拒水剂；e d s 分析；f t i r - a t r 分析 t e x t i l es t a i nr e s i s t a n c ec a r ed u r i n gh o m e l a u n d e r i n g a b s t r a c t w 乱e rr e p e l l e n c ea n do i l r e p e l l e n c ef i n i s h i n gc a ni m p a r tt e x t i l e ss t a i nr e s i s t a n c et ob o t h w a t e r 锄do i l yn u i d s s o ，i tc a l ls a v ew a s h i n ga g e n ta n dr e d u c ew a s h i n g t i m e s t h i sp r o j e c ti st 0 d e v e l o pat e c h n o l o g yt ok e e pt h ef u n c t i o n so fw a t e ra n do i lr e p e l i e n c ef i n i s h e dt e x t i l e s a n dt o i m p a r t t h ew a t e rr e p e l l e n c et ou n t r e a t e d t e x t i l e sd u r i n gh o m el a u n d e f i n g b a s e do nt h es t u d yo nt h ee f f e c to fe x t e r n a lf a c t o r so nw a t e ra n do i l r e p e l l e n c et r e a t e d t e x t i l e s ，t h ee d sa n a l y s i sr e v e a l e dt h a t ，t h ec h a n g e si nt h eo r i e n t a t i o no ff l u o r i n ea t o m sl e a dt o t h er e d h e t l o nmw a t e ra n do i lr e p e l l e n c e t h e n ，i ti s f o u n dt h a tt h er e t h e n n a lt r e a t m e n tc a n r e c o v e rt h ew a t e ra n do i lr e p e l l e n c e t h u s ，as i m p l ea n d e f f e c t i v em e t h o dt or e c o v e re v e nt o 1 m p r o v et h ef u n c t i o n so fw a t e ra n do i lr e p e l l e n t st r e a t e df a b r i c s b yi r o n i n gw a sp r o p o s e da n d p r o v e d i t1 sf o u n dt h a ts o m ec a t i o n i cp o l y m e r sc a n i m p r o v et h ea f f i n i t y 锄dt h et h e 肌a 1s t a b i l i t vo f w a x r e p e l l e n t s b a s e do nt h et h e o r e t i c a lf i n d i n g ，w ed e v e l o p e dan e w w a t e r r e p e l i e n ts y s t e mw - 1 ( i n c l u d i n gw a xe m u l s i o na n dc a t i o n i cp o l y m e r ) ，a f t e rp r o c e s so p t i m i z a t i o n ，i tc a nb eu s e di n h o m el a u n d e r i n g ( d u r i n gw a s h i n g ，o r d r y i n go ri r o n i n g ) t h ef t i r - a t ra n a l y s i sr e v e a l e dt h a tt h es t a b l e a g e n t sc a ni m p r o v et h eo r i e n t a t i o no f m e t h y lg r o u p si ns i l i c o n eb a s e dr e p e l l e n t i ti sa l s of o u n dt h a tc a t a l y s tc a nr e d u c et h et r e a t i n g t e m p e r a t u r e a n dt h i sr e s e a r c hd e v e l o p e dt h es i l i c o n eb a s e dw a t e rr e p e l l e n ts - 5 s y s t e mi n c l u d i n g s - 5 , s t a b l ea g e n ta n dc a t a l y s t a f t e rp r o c e s so p t i m i z a t i o n ，i tc a nb eu s e dd u r i n gh o m e l a u n d e r i n g ( i nw a s h i n g ，o rd r y i n g ，o ri r o n i n gp r o c e d u r e ) t o o s e m ，t g aa n df t i r a t ra n a l y t i c a lt e c h n i q u e sw e r eu s e df o rs t u d y i n gt h e m o r p h 0 1 0 9 y a n dt h es t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h ep r o p e r t i e so f t h er e p e l l e n t st r e a t e df a b r i c s t h ec o n t r a c t a n g i et e s t e ra n do t h e rt e s t i n gm e t h o d sw e r eu s e dt o t e s tt h ew h i t e n e s s ，c o l o rc h a n g e s ，b r e a k s t r e n g t h ，a i rp e r m e a b i l i t ya n dt h e r m a ls t a b i l i t yo ft h er e p e l l e n t st r e a t e d f a b r i c s t h er e s u l t s s h o w e dt h a tb o t hw - 1a n ds - 5w a t e rr e p e l l e n ts y s t e m sd i dn o td e t e r i o r a t et h es t r u c t u r e sa n d t h e p r o p e r t i e so ft h et r e a t e df a b r i c s i nc o n c l u s i o n ，i ti sf e a s i b l et oi m p a r tw a t e rr e p e l l e n c et o t e x t i l e sd u r i n gh 。m el a u n d e r i n g ， a | l dt h e 、僦一b a s e dw a t e rr e p e l l e n tw - ls y s t e ma n dt h es i l i c o n - b a s e d w a t e r r e p e l i e n ts 5s y s t e m a r ee n v i r o n m e n t l yf r i e n d l yw a t e rr e p e l l e n c ea g e n t sw h i c h a r es u i t a b l ef o rh o m el a u n d e r i n g ，a n d 一 浙江理工大学硕士学位论文 二二_ 二：= 二= 二- 一 t h et r e a t e ds a m p l e sc a nr e a c hw a t e r r e p e l l e n tg r a d e9 0 ( a a t c c2 2 2 0 01 ) i ft r e a t e da to p t i m i z e d c o n d i t i o n s k e yw o r d s ：w a t e rr e p e l l e n c ea n do i lr e p e l l e n c e ；h o m el a u n d e r i n g ；w a x b a s e dw a t e r r e p e l i e n t ； s i l i c o n e - b a s e dw a t e rr e p e l l e n t ；e d sa n a l y s i s ；f t i r a t r a n a l y s i s 浙江理工大学硕士学位论文 目录 第一章前言1 1 1 引言1 1 2 基本概念及原理1 1 2 1 润湿1 1 2 2 拒水3 1 2 3 拒油5 1 3 国内外发展现状及趋势5 1 3 1 拒水拒油整理剂6 1 3 2 织物表面纳米界面结构的构建与拒水拒油性9 1 4 课题研究背景、意义及主要内容1 0 1 4 1 课题背景1 0 1 4 2 课题意义1l 1 。4 3 主要研究内容1 l 第二章外界因素对纺织品拒水拒油性能的影响及其回复方法1 3 2 1 引言l3 2 2 实验部分l3 2 2 1 实验材料及仪器13 2 2 2 实验流程13 2 2 3 实验方法13 2 2 4 测试方法15 2 3 结果与讨论l8 2 3 1 纺织品的常规拒水拒油整理1 8 2 3 2 外界因素对纺织品拒水拒油性能的影响2 0 2 3 3 热处理对纺织品拒水拒油性能的回复作用2 0 2 4 小结2 5 第三章家洗用石蜡基拒水剂及其应用工艺的研究开发2 6 3 1 引言2 6 3 2 实验部分2 7 3 2 1 实验材料与仪器2 7 3 2 2 实验方法一2 7 浙江理_ 丁大学硕士学位论文 3 2 3 测试方法2 7 3 3 结果与讨论2 8 3 3 1 石蜡乳液的优选2 8 3 3 2 石蜡乳液w - 1 的改进2 9 3 3 3 家洗用石蜡基拒水剂w - 1 体系的应用工艺优化3 4 3 3 4 家洗用石蜡基拒水剂w - 1 体系的其它施加方法探索3 5 3 3 5 拒水剂w - 1 体系的耐洗性3 6 3 3 6 拒水剂w - 1 体系的稳定性3 7 3 4 小结3 7 第四章家洗用硅基拒水剂及其应用工艺的研究开发3 9 4 1 引。言3 9 4 2 实验部分4 0 4 2 1 实验材料与仪器4 0 4 2 2 实验方法4 0 4 2 3 测试方法4 0 4 3 结果与讨论4 0 4 3 1 硅基拒水剂的优选4 0 4 3 2 硅基拒水剂s 2 工艺优化4 l 4 3 3 硅基拒水剂s 2 存在的问题4 2 4 3 4 新型家用硅基拒水剂体系开发4 3 4 3 5 家洗用硅基拒水剂s 5 体系的应用工艺优化4 9 4 3 6 家洗用硅基拒水剂s 5 体系其它施加方法探索5 0 4 3 7 硅基拒水剂s 一5 体系的稳定性5 l 4 4 小结51 第五章家洗过程拒水处理对织物物理机械性能及表面形貌的影响5 2 5 1 引言5 2 5 2 实验部分5 2 5 2 1 实验材料及仪器5 2 5 2 2 实验方法5 2 5 2 3 测试方法5 2 浙江理工人学硕十学位论文 5 3 结果与讨论5 3 5 3 1 家洗过程拒水整理对织物性能的影响5 3 5 3 2 家洗过程拒水整理对织物水接触角的影响5 6 5 3 3 家洗过程拒水整理对织物表观形貌的影响5 6 5 4 小结5 7 第六章结论及建议5 8 6 1 结 仑5 8 6 2 建议5 9 参考文献6 0 致谢6 3 附录6 4 浙江理工大学硕士学位论文 1 1 引言 第一章前言 拒水拒油整理能够赋予纺织品抗拒水性和油性液体玷污的功能，从而能够赋予纺织品 一定的拒污性，通常把经过拒水、拒油、拒污整理的纺织品称为“三拒 纺织品n 引。 由于技术的进步，利用低表面能的整理剂，可以实现通过表面层原子或原子团的化学 力使液体不能润湿织物。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d 一；该方法也不致影响织物的手感，并 有助于提高服装的风格，而且该类整理织物不仅在人们的同常生活中具有良好的的应用价 值，如拒水拒油高透气防护服、拒水拒油透气风雨衣、拒水拒油餐桌布和家具布等，而且 也是优良的产业用和装饰用纺织品，如建筑用拒水拒油织物、汽车拒水拒油防护罩等。研 制出具有良好的拒水拒油透气性能和耐久性能，并且其它性能也良好的纺织品，对提高我 国人民的生活质量，促进相关产业的进步，促进我国对外纺织贸易的发展，均具有积极的 意义睛1 。 此外，从环保角度看，纺织品的拒水拒油整理既可减少纺织品的洗涤次数，又可减少 洗涤剂的用量，进而可减少污染和节省用水。所以开发拒水拒油纺织品既有良好的经济效 应，又有良好的社会效应。 1 2 基本概念及原理 1 2 1 润湿7 - 3 拒水拒油性能可用织物表面被液体( 水或油) 润湿的难易程度来表示。易被润湿表示织 物的拒水拒油性较差，难被润湿表示织物的拒水拒油性较好。润湿是一个复合过程，受纺 织品的纤维结构、织物结构、表面结构影响。固体表面的润湿性大多数是用液滴的接触角 即由固体表面和液体边缘切线形成的一个央角。来说明( 如图1 1 ) 。 图1 1 接触角定义m f i g 1 1c o n t a c ta n g l e 藏疡 f 8 口# 0 l h o 。 e ci c 9 0 。( 0 i j ；0 图1 2 接触角的分类 f i g 1 2c l a s s i f i c a t i o no fc o n t a c ta n g l e l 浙江理t 大学硕士学位论文 当一滴液体滴在某一固体表面上时，会出现如下情况：n 仉 ( 1 ) 液体有可能完全铺展在固体表面上形成一层水膜，这种情况为液体完全湿润固 体，如图1 2 ( a ) 所示； ( 2 ) 液体有可能成水滴状： 当0 。 0 9 0 。时，液体部分湿润固体，如图1 2 ( b ) 所示； 当9 0 。 0 1 8 0 。时，液体不易湿润固体，如图1 2 ( c ) 所示； 若液体对固体的润湿性能较高，则接触角0 较小，当接触角e 趋近于零时，即达到最 大润湿极限。反之，当液体对固体的润湿性能较低，则接触角e 较大，当接触角e 趋近1 8 0 。时，液滴为圆珠形，即固体不被润湿的理想状态。完全润湿和不被润湿都是现实中不存 在的。 需要说明的是，上述定义是在理想状态下给出的，而实际润湿往往发生在非理想状态 中，因此，实际体系中的接触角并非是单一数值。这就得从液滴从固体表面容易离去的程 度来描述，这可用动接触角来说明( 如图1 3 所示) 。图1 3 表示液滴从倾斜的固体表面 滚落的情形，图中的后退接触角0b 越大，液滴就越容易从固体表面脱离，即有较好的拒 水性n 2 13 。图1 1 中的0 与图1 3 中的0b 大致相当。 承1 蛾 图1 3 液体动接触角 f i g 1 3d y n a m i c c o n t r a c ta n g l e y o u n g 根据物体的表面能和接触角的关系，提出了著名的杨氏方程“引： 然+ 7 l g c o s 8 式中：y 黼固体与气体界面的表面能( 即固体表面能) ； y 惦液体与气体界面的表面能( 即液体表面能) ； y 。液体与固体界面的界面能。 依据杨式方程，当y 靳减小，则e 越大，即固体的表面能越低，表面越不易发生润湿。 2 浙江理t 大学硕七学位论文 然而，因确定固体表面能较难，所以由表面能确定润湿与否不太容易。但接触角和液体的 表面张力是较易测定的，而通过物体的表面张力，容易得到液、固接触时的接触角，从而 确定润湿与否。 z i s m a n 等人n 朝测定了同系物液体在同一固体表面上的接触角，以c o s0 对液体表面张 力作图，将所得直线外推至c o s0 - - 1 处所对应的表面张力值，将其定义为该固体表面的临 界表面张力，称为y 。 液体的表面张力低于y 。者，则能在固体表面自行铺展，而液体表面张力大于y 。者， 则不能在固体表面自行铺展。y 。值越低，能在此表面上铺展的液体越少，其润湿性越差。 因此织物的拒水拒油整理可通过降低织物的表面张力来实现。表1 1 是部分固体的临界表 面张力和液体的表面张力。从表1 1 , - - 见，纤维素纤维( 如麻、棉) 的临界表面张力较水和 油的表面张力大，能被水和油性物质所润湿；涤纶纤维的临界表面张力比水的表面张力小， 而比油的表面张力大但又较为相近，故涤纶织物难以被水润湿而能被油润湿，且易为油性 物质所粘附；含氟烃类聚合物的临界表面张力远远小于水及油类，经其处理的织物既能拒 水又能拒油。 表1 1 常见纤维和液体的表面张力( 2 5 1 3 下测定) t a b l ei is u r f a c et e n s i o no fs o m es u b s t a n c e s ( 2 5 ) 纤维表面张力( 1 0 “n c m )液体表面张力( i 0 。n c m ) 纤维素 2 0 0 水7 2 锦纶 4 6 牛乳4 3 涤纶 4 3 花生油 4 0 含氟助剂整理的织物 1 0 2 0 橄榄油 3 2 1 2 2 拒水 1 2 2 1 拒水定义1 4 1 6 q 8 1 织物的拒水性是指织物将水滴从其表面反拨落下的性能。拒水整理的目的是阻止水对 织物的润湿，利用织物毛细管的附加压力，阻止液态水透过，但仍然保持织物的透气透湿 性能。 拒水整理一般是以疏水性化合物沉积在织物表面上，但不形成连续性薄膜，织物表面 有孔隙，空气和水汽仍可透过，而液态水则不能通过，只有在水压相当大的情况下才会透 3 浙江理工人学硕十学位论文 水。纤维表面由亲水性变为疏水性，而且疏水性物质仅仅沉积或吸附在织物的纤维和纱线 上，经纬纱的交织间隙基本上不起变化。能够赋予织物拒水功能的助剂称之为拒水剂。 1 2 2 2 拒水机理 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 而透过织物，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 可由y o u n g - l a p l a c e 公式计算们： p - - - - 2 ) 。 c 。o s 8 = = ：2 ，。( 。7 。m 。- - 。7 。s 。l ) ，lr 卜( 2 ) 注：式中r 表示毛细管丫径 当0 。 0 ( 9 0 时，c o s0 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的毛细管而透过织物。一般来讲，毛细管愈细，毛细管附 加压力愈大，水透过织物的推动力增加，但由于水的流动阻力与毛细管半径的四次方成反 比，总结果是水的透过速率降低。 当9 0 。 拒水拒油整理 模拟外界因素处理 热处理 测试 拒水拒油性 e d s 分析 2 2 3 实验方法 2 2 3 1 织物预处理 将织物在1 ：5 0 的浴比下用l g l 的2 0 9 净洗剂在4 5 c 的条件下处理2 0 m i n ，充分水 i3 浙江理工大学硕士学位论文 洗，晾干。 2 2 3 2 织物拒水拒油整理 将经过预处理的织物用l o o g l 的拒水拒油整理剂t g 4 1 0 一c 处理，二浸二轧，轧液率 8 0 ，9 5 烘干，1 5 0 焙烘3 m i n 。 2 2 3 3 模拟外界因素处理 经拒水拒油整理的织物，模拟服用和洗涤中各种外界因素( 污渍、皂洗、氯漂、汗渍、 摩擦) ，分别处理不同次数后，测试拒水性和拒油性。 模拟污渍处理 a ) 标准人工污渍配方3 妇 混合油( 蓖麻油：液体石蜡：羊毛脂= l ：1 ：1 )5 克 卵磷脂 碳黑污液( 阿拉伯树胶3 2 克，用1 0 m 1 9 5 乙醇润湿， 5 0 酒精 b ) 处理条件 加碳黑2 3 克，加7 5 0 m l 水，5 0 酒精7 5 0 m 1 ) 1 0 克 5 0 0 m l 5 0 m l 按照上述污渍的配方配置标准污渍，然后将经拒水拒油处理过的棉布在污渍溶液中 浸渍3 0 m i n ，自然晾干。 模拟皂洗处理 用含有5 9 1 汰渍洗衣粉的皂洗液，以1 ：5 0 的浴比，在4 0 c 的温度条件下分别处理 1 、5 、1 0 、1 5 、2 0 次，每次3 0m i n 。 模拟氯漂处理2 1 参照f z t0 1 0 7 7 2 0 0 0 织物氯损强力实验方法的标准配置处理液：次氯酸钠溶液 5 0 9 l ，在p h 为9 5 ，浴比为1 ：5 0 ，温度为3 0 。c 的条件下，模拟氯漂分别处理1 、5 、1 0 、 1 5 、2 0 次，每次1 2 m i n ，然后自然晾干，烫平。 1 4 浙江理工大学硕士学位论文 模拟汗渍处理汹1 按照g b t3 9 2 2 1 9 9 5 纺织品耐汗渍牢度实验方法的标准配置处理液，模拟汗渍处理： l 一组氨酸盐酸盐一水合物 氯化钠 磷酸氢二钠二水合物 磷酸二氢钠二水合物 p h 温度 时间 浴比 注：用0 1 m o l l 的n a o h 调节p h 模拟摩擦处理3 4 1 碱性条件 0 5 9 l 5g l 2 5 9 l 8 室温 3 0 m i n 次 】：5 0 酸性条件 0 5 9 l 5g l 2 2 9 1 5 5 室温 3 0 m i n 次 1 ：5 0 按照g b t4 8 0 2 2 1 9 9 7 纺织品织物起球试验一马丁代尔法对经过拒水拒油整理的棉织 物分别摩擦5 、1 0 、1 5 、2 0 、5 0 次。 2 2 3 4 热处理 将经过模拟外界因素作用处理的棉织物和经过水沈处理的羊毛、蚕丝织物在1 5 0 。c 焙 烘3 分钟。 2 2 3 5e d s 分析 采用j s m 一5 6 1 0 l v 扫描电镜和t h e r m o lp n o r a nv a n t a g ee s ie d s 分析仪分别测试经过 拒水拒油整理、水洗处理、热处理的棉、羊毛、蚕丝织物表面氟元素含量。 2 2 4 测试方法 ( 1 ) 拒水效果测试：按a a t c c 一2 2 2 0 0 1 标准，淋水性能测试。 截取1 8 1 8 c m 的试样1 块，紧绷于试样夹持器( 金属弯曲环) 上，并以4 5 。角放置， 使织物的经向顺着布面水珠流下的方向，实验面的中心在喷嘴表面中心下的1 5 0 r a m 处( 如 图2 1 所示) 。将2 5 0 m l 冷水迅速倾入如图所示的玻璃漏中，使水约在2 5 3 0 s 内淋洒于织 l5 浙江理1 ：大学硕十学位论文 物表面。淋洒完毕，取起夹持器，使织物正面向下成水平，然后对着硬物轻敲两次。将 实验织物与标准图片对照，参照说明，评定拒水级别。 1 0 0 分( 5 级)9 0 分( 4 级) 8 0 分( 3 级) 7 0 分( 2 级)5 0 分( 1 级) o 分( 0 级) 1 0 0 分：表面无粘着水珠或润湿现象9 0 分：表面轻度无规则粘着水珠或润湿 8 0 分：表面在喷着点处被润湿 7 0 分：整个表面部分润湿 5 0 分：整个表面受到全部润湿o 分：正反两面全部润湿 图2 1 拒水装置图及评定等级 f i g 2 1i n s t r u m e n ta n ds t a n d a r do fw a t e rr e p e l l e n c et e s t ( 2 ) 拒油效果测试：按a a t c c - 1 1 8 - 1 9 9 7 标准，评价体系见表2 1 首先用最低编号的标准液体，以0 0 5 m l 量小心滴于织物上，如果在3 0 s 内无渗透和 润湿现象发生，则紧接着用较高编号的标准液体滴于织物上，实验连续进行，直至标准液 体在3 0 s 内润湿液滴下方和周围的织物为止，织物的拒油等级即以该标准液体的标号表示。 表2 1 为a a t c c 标准体系，因其所使用的试剂在市面上很难凑齐并且价格较贵，本课 题组根据a a t c c 标准的测试方法和原理，找到表面张力相近的一系列液体替代。自建的拒 油评价体系如表2 2 示阳。 1 6 一 浙江理工大学硕十学位论文 二二二_ 一一 表2 1 认t c c 标准体系 t a b l e2 1o i lr e p e i l e n c et e s ts t a n d a r do f a a t c c - 一 拒油等级编号 标准试液组成 纯度 表面张力 ( 1 03 n c m 、2 5 ) 一一 1 白矿物油 j ：业级 3 1 4 5 2 白矿物油：正十六烷( 6 5 ：3 5 ) 1 ：业级2 9 6 0 正十六烷 正十四烷 正十二烷 正癸烷 正辛烷 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 2 7 3 0 2 6 3 5 2 4 7 0 2 3 5 0 2 1 4 0 8 正庚烷 化学纯1 9 7 5 _ _ _ - _ _ _ _ - _ _ - - _ l _ _ _ l _ _ _ _ - _ _ - _ 一_ 表2 2 自建拒油体系 t a b l e2 2i n s t i t u t eo fo i lr e p e l l e n c et e s ts t a n d a r d - _ - - - _ _ _ - _ - l - _ - - _ - _ - - - 一l 拒油等级编号 标准试液组成 纯度 表面张力 ( 1 05 n c m 、2 5 c ) 1 色拉油 j 【：业级3 1 4 8 2 氯苯 化学纯2 9 9 0 3 苯 化学纯2 7 6 0 4 o # 柴油 j ：业级2 6 6 3 5 石油醚：0 # 柴油( 3 ：8 ) j j 业级2 4 7 2 6 正丁醇 化学纯2 3 1 0 7 异丙醇 化学纯2 1 1 0 8 石油醚：o # 柴油( 8 ：2 ) ：业级 1 9 5 3 - _ _ l _ l _ - - _ l - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ - - _ l _ _ _ - 一_ l _ ( 3 ) e d s 分析测试 e d s 系统主要分为四部分：即s i ( l i ) 探头、前置放大器、整形放大器以及多道分析器 ( 图2 2 ) 。该仪器主要用于纤维材料、高分子材料、金属材料等固体样品表面、断面的元 1 7 浙江理工大学硕十学位论文 素测定，可以进行点扫描、线扫描、面扫描等测试，从而对材料表面进行定性和半定量分 析，了解元素在面或线上的分布情况。 图2 2e d s 分析仪 f i g 2 2e d sa n a l y s i ss y s t e m 2 3 结果与讨论 2 3 1 纺织品的常规拒水拒油整理 由表2 3 可见，经t g 4 1 0 一c 处理后的棉织物的拒水拒油性得到大幅度提高。显然，这 是由于经含氟整理剂t g 4 1 0 一c 处理后的棉织物表面引入了氟原子( 见图2 3 ) 。氟原子的表 面张力很低( 1 0 一2 0 1 0 一n c m ) ，不仅远低于水的表面张力( 7 2 1 0 一n c m ) ，也低于各 种油类的表面张力( 3 0 1 0 - 5n c m ) 啪q 引。 当含氟整理剂浸轧织物后，吸附的浸轧液在逐渐烘干过程中，随水分的蒸发乳液颗粒 问距离急剧缩短，直至相互粘着。当温度到达1 3 0 以上时，氟烷基会在织物表面密集定 向排列，极性基团与纤维结合，而r ，长链在外层，形成拒水拒油薄膜层，使织物表面布满 疏水性基团( 图2 4 ) ，减少或消除织物对水的吸附作用，由于这层膜使织物表面张力下降， 从而达到拒水拒油的目的阳棚。 表2 3t g 4 1 0 - c 的拒水拒油效果 t a b l e2 3e f f e c to ft g 4 1 0 一co nw a t e ra n do i lr e p e i l e n c e 未处理 t g 4 1 0 一c 处理 5 0 9 0 l 6 1 8 8 0 0 7 0 0 6 0 0 峰 5 0 0 强4 0 0 3 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 02 0 0 0 3 0 0 0 ( a ) 未处理棉织物的e d s 谱图 k e y 加速电压 0 0 0 01 0 0 0 2 0 0 0 ( b ) t g 4 1 0 一c 处理棉织物的e d s 谱图 图2 3 未处理和拒水拒油整理棉织物的e d s 谱图 f i g 2 3e d sa n a l y s i so fd i f f e r e n tt r e a t m e dc o t t o n 3 。0 0 0 加速电压k e y a ：极性基团 b ：结合基团f ：含氟基团 图2 4 含氟整理剂在织物表面的排列状态 f i g 2 4o r i e n t a t i o no ff l u o r i n eg r o u pi nf a b r i cs u r f a c e 浙江理工大学硕十学位论文 2 3 2 外界因素对纺织品拒水拒油性能的影响 表2 4 外界因素对拒水拒油棉织物功能的影响 t a b l e2 4e f f e c to fe x t e r n a lf a c t o r so nw a t e ra n do i lr e p e l l e n c eo fc o t t o n 注：括号中为马丁代尔摩擦实验的摩擦次数。 由表2 4 可见，经过模拟各种外界因素处理后，棉织物的拒水拒油性均有不同程度的 下降。这可以从几方面来分析：( 1 ) 织物表面可能引入其它杂原子，杂原子覆盖于棉织物 的表面后，表面定向排列的氟原子被杂原子取代或部分取代，从而影响了含氟整理剂的拒 水拒油功能的发挥，这种情况在污渍、氯漂、汗渍处理中可能较为明显：( 2 ) 织物上含氟 整理剂的减少，这种情况在皂洗和摩擦处理中可能出现；( 3 ) 破坏了氟原子在织物表面的 有序排列。究其主要原因，将在下面的e d s 分析中进行讨论。 2 3 3 热处理对纺织品拒水拒油性能的回复作用 表2 5 为经过外界因素处理一定次数后，再经过热处理后织物的拒水拒油性能。比较 表2 5 和表2 4 知，经模拟皂洗、氯漂、汗渍、摩擦和污渍处理后的棉织物再经高温焙烘 处理，其拒水拒油性能有明显回复；同理，由表2 6 可见，对于羊毛和蚕丝织物，经过2 0 次水洗处理后，再经过热处理，其拒水拒油性能同样也能得到回复。 浙江理工大学硕士学位论文 表2 5 经热处理后棉织物拒水拒油功能的回复状况 t a b l e2 5e f f e c to fh e a tt r e a t m e n to nr e c o v e r yo fw a t e r o i lr e p e l l e n c eo fc o t t o n 。 皂洗 氯漂汗渍 摩擦 标准污渍 处理次数二二二二二二 一。、 拒水拒油拒水拒油 拒水分拒油级拒水 拒油拒水拒油 ( 次) 一 一 分级分 级酸碱酸碱 分级分级 09 0 69 069 0 9 0669 0 1 ( 5 ) 5 ( 1 0 ) l o ( 1 5 ) 1 5 ( 2 0 ) 2 0 ( 5 0 ) 9 06 9 06 9 06 9 05 9 05 9 0 9 0 9 0 9 0 8 0 6 9 09 0669 0 69 0 9 0559 0 6 8 08 055 9 0 58 08 055 9 0 58 08 044 9 0 注：括号中为马丁代尔摩擦实验的摩擦次数。 6 5 5 4 4 4 表2 6 热处理对拒水拒油整理羊毛和蚕丝织物功能回复的作用 9 0 9 0 t a b l e 2 6e f f e c to fh e a tt r e a t m e n to nr e c o v e r yo fw a t e r o i lr e p e l l e n c eo fw o o la n ds i l k 织物 原样 拒水拒油整理 拒水拒油整理后 水洗2 0 次后。 水洗2 0 次再经热处理 拒水拒油拒水 拒油拒水拒油 拒水拒油 6 6 羊毛 5 00 1 0 068 041 0 0 5 蚕丝0 o9 06 7 049 06 表2 7e d s 分析所得的织物表面氟元素含量( 原子百分比，o a ) t a b l e2 7c o n t e n to ff l