染整工艺原理后整理

1,染整工艺原理纺织物的前处理和后整理,董永春教授纺织学院天津工业大学2009年,2,第六章棉型织物的一般整理,第一节概论finishing完成，使完整，修饰，美化等。双重意义：广义：相对整个纺织业，漂染印整都称为后整理。狭义：相对漂印染工艺，仅指后整理。目的：提高纺织物的风格、品质和功能及附加值。,3,织物形态规格化（尺寸、形态的稳定）拉幅，预缩防皱整理改善织物的手感和外观手感（handlefeeling），主观感觉，风格（style），难以定量化，目前多用形容词表示，如：柔软、滑爽、糯硬挺、粗糙、涩采用物理或化学方法进行整理，如柔软、硬挺、增白、磨毛、轧光和起绒等。赋予织物特殊功能防水防污、阻燃、防紫外线，抗静电、亲水卫生等，多用化学方法进行整理。,4,第二节定型整理1.定幅（拉幅）自学（目的、作用、如何完成）2.机械预缩整理织物在加工过程中受到拉伸，会发生一定的伸长，伸长率一般为15%，称为加工伸率，即存在潜在收缩。在使用过程中遇水或洗涤中其会发生收缩，使纤维和纱线的长度缩短，导致织物缩水。缩水率：织物的经向或纬向按规定的洗涤方法处理前后的长度差与处理前长度的百分比。缩水率=(1-L/Lo)100%Lo、L分别为织物经向或纬向洗涤前后的长度。,5,产生缩水的原因纤维：因加工使纤维产生内应力，润湿时内应力使纤维长度缩短，产生缩水1%。纱线：润湿后纱轴直径增加，导致长度相对缩短23%。织物：洗涤后，溶胀各向异性使纬纱直径增加，比其长度增加大得多，导致织缩提高。织缩（%）=(l/L-1)100%l、L分别为纱线和织物的长度。,6,织物润湿时织缩变化图,7,第三节外观及手感整理,1.轧光、电光及轧纹整理目的和原理纤维在织物表面排列的整齐程度与毛羽状态直接影响织物的表面光泽。染整加工后纱线在织物中的起伏增大，表面绒毛增加，漫反射光量提高，光泽下降。轧光通过机械力、热和湿的作用，利用纤维的可塑性，将纱线轧扁，并使之排列整齐，光泽得到改善。方法热轧法：高温下轧光，使织物表面平滑均匀，光泽非常好。轻热轧法：中温下轧光，手感柔软，光泽中等。冷轧法：室温下轧光，纱线轧扁，排列紧密，表面平滑而无光泽。,8,普通轧光、摩擦轧光和叠层轧光,轧光机由软辊和硬辊组成，通常有2-7只，软辊一般由羊毛、纸等构成，硬辊通常由铸铁制造。对于摩擦轧光机，其中一只硬辊既可加热，又可摩擦，使织物得到强烈光泽，薄而硬的手感叠层轧光是使织物在同一轧点进行叠层，利用织物间的相互碾压作用，除使织物获得柔和的光泽外，还可使织物获得柔软手感和清澈纹路。,9,电光、轧纹（轧花）,电光：与轧光相似，但其硬辊刻有细线，角度和密度不定，一般为520根/mm，轧光后织物表面形成很多相互平行的斜线，掩盖纱线的不规则排列，对光呈规则反射，光泽提高，获得丝绸手感。斜线的斜度一般为20-85度，斜向与纱线捻向、密度和支数以及织物组织有关。细纱织物应选择高密度斜线，粗纱织物应选择低密度斜线，斜向与纱线捻向一致。轧纹（轧花）：轧纹机主要由表面刻有阳纹（凸）的硬辊和由表面刻有阴纹（凹）软辊构成，两者相互吻合。轧制后织物表面产生凹凸花纹。其中硬辊可以加热，通过添加树脂可使花纹耐久。,10,柔软整理（softening）,精练后织物的油蜡去除，手感发涩，要进行柔软整理，即采用柔软剂对织物进行处理：降低纤维的张力；降低纤维间的摩擦系数（静）及纤维与人体之间的摩擦力。ASoftenerisachemicalthataltersthefabrichandmakingitmorepleasingtothetouch.Themorepleasingfeelisacombinationofasmoothsensation,characteristicofsilk,andofthematerialbeinglessstiff.Thesoftenedfabricisfluffierandhasbetterdrape.Drapeistheabilityofafabrictofollowthecontoursofanobject.Inadditiontoaesthetics(drapeandsilkiness),softenersimproveabrasionresistance,increasetearingstrength,reducesewingthreadbreakageandreduceneedlecuttingwhenthegarmentissewn.Becauseofthesefunctionalreasons,softenerchemicalsareincludedinnearlyeveryfinishformulationappliedtofabrics.,11,柔软剂,最初的柔软剂多为吸湿剂如甘油等。几乎所有的表面活性剂都可以用作柔软剂，主要包括阴离子型、阳离子型和非离子型。AnionicSofteners(阴离子型)Anionicsoftenersand/orsurfactantmoleculeshaveanegativechargeonthemoleculewhichcomefromeitheracarboxylategroup,asulfategrouporaphosphategroup.Sulfatesandsulfonatesmakeupthebulkoftheanionicsofteners.FattyAlcoholSulfates,12,CationicSofteners(阳离子型)Cationicsoftenersareionicmoleculesthathaveapositivechargeonthelargepartofthemolecule.Animportantqualityofcationicsoftenersisthattheyexhaustfromwaterontoallfibers.Wheninwater,fibersdevelopanegativesurfacecharge,settingupanelectronicfieldforattractingpositivelychargedspecies.Theseforcescausesthecationicsoftenertodepositinanorientedfashion,thepositiveendofthesoftenermoleculeisattractedtothefibersurface.AdsorptiononFiberSurface,13,AmineFunctionalCationicSoftenersLongchainaminesarenotwatersolubleatneutralandalkalinepH;however,whenconvertedtotheiracidsalt,theydevelopacationicchargeandbecomewatersoluble.Theyexhaustandbecomeexcellentsoftenersunderacidicconditions.PrimaryFattyAmines（伯胺）FattyDiamines（二胺）QuaternaryAmmoniumSalts（季胺盐）,14,NonionicSofteners(非离子型)Nonionicsoftenerscanbedividedintothreesubcategories,ethyleneoxidederivatives,silicones,andhydrocarbonwaxesbasedonparaffinorpolyethylene.PolyethyleneEmulsions（聚乙烯乳液）Siliconesofteners（有机硅）聚二甲基硅氧烷(DMPS),15,OrientationofDMPSonFiberSurfaceAminoFunctionalSilicones超级柔软剂，给予织物几乎无身骨的柔软手感。AdvantagesSiliconesarewaterclearoilsthatarestabletoheatandlightanddonotdiscolorfabric.Theyproduceaslicksilkyhandandarepreferredforwhitegoods.Theyimprovetearandabrasionresistanceandareexcellentforimprovingsewingpropertiesoffabrics.DisadvantagesThesiliconesarewaterrepellentwhichmakethemunsuitableastowelsofteners.Siliconesareexpensivecomparedwithfattysofteners.Aminofunctionalsiliconediscolorwithheatandaging.,16,增白整理,上蓝（Blueing）采用微量兰色或紫色分散染料或涂料对织物进行处理，其能吸收（或中和）织物的黄褐色光使之转变为白光，但是亮度不高。（只白不亮，苍白感，灰暗感，耐久性差，较少使用。）染料：分散兰HBGL，涂料：涂料兰FFG荧光增白（fluorescentbrightening）使用荧光增白剂处理织物，其能吸收波长为300-360nm的紫外光，并放出400-460nm蓝紫光（补色）可中和织物本身反射出的黄光，使之转变为白光，亮度高，但是在缺少紫外光源下，布面会灰暗。（白而亮）若吸收波长低于300nm的紫外光，放出的荧光偏红；若吸收波长高于360nm的紫外光，放出的荧光偏绿。,17,荧光增白剂是一种几乎无色的染料或涂料，对纤维有一定的亲和力，其分子结构中都含有共轭双键，荧光则决定于分子结构。荧光增白剂的增白作用仅是光学上的增白补色，并不能代替漂白。,荧光增白剂的化学结构,18,第七章防皱整理,第一节概论染整加工的重要环节之一，自20世纪二十年代合成并应用第一个脲醛整理剂至今已有八十年的历史，发展速度较快，从棉到粘胶、混纺、甚至毛织物的防皱整理都已有研究。棉纤维的优点：吸湿透气、柔软和舒适性高等；缺点：弹性差，即产生折皱后不易回复原状，与毛和合纤相比差距很大。衡量标准：折皱回复角（CreaseRecoveryAngle,CRA）棉织物：150-160，羊毛织物：326涤纶织物：285提高棉折皱回复性，必须进行防皱整理。,19,折皱回复角（CRA）的测定原理重锤法：重量：重锤1kg，压锤时间：5sec（急弹性），5min(缓弹性)，数据计算：经向与纬向之和（W+F）。,20,防皱整理的发展阶段：第一阶段：以脲-甲醛树脂对织物主要是粘胶织物进行整理，以提高干防皱性（DCRA）为主要目标。后又出现三四十年代的氰胺-甲醛树脂，四十年代末又出现二羟甲基乙烯脲从自身缩聚型转变为交联型。（easycare随便穿）不必拘束，不易起皱。第二阶段：以提高湿防皱性（WCRA）为主要目标，向合纤织物靠近，即洗可穿整理（washandwearW&W），不因洗涤而产生折皱、不需熨烫即可穿着。所以又称免烫整理（non-ironing），多使用二羟甲基乙烯脲，双羟乙基砜等，不仅用于棉织物，而且用T/C、T/R等织物，不仅干防皱性好，而且湿防皱性较高。整理的应用面扩大，包括服装、日用纺织品、床单、窗帘等。,21,第三阶段：耐久压烫整理(permanentpressordurablepress)简称PP或DP整理。一方面防皱性提高，另一方面防皱反应在成衣加工中完成，可按服装的尺寸、形态进行处理，获得平整、定型的持久效果，如裙裥、裤线等，所用试剂：二羟甲基二羟基乙撑脲，二羟甲基丙撑脲等。第四阶段：自七十年代开始，以前各阶段防皱提高，伴随其它性能变化，主要是强度下降，且防皱性愈高，强度下降愈严重，据测定：防皱性提高20，强度下降7%。手感、耐磨，吸湿性等均有不同程度下降。本阶段特点：平衡弹性和强度的关系，弹性维持洗可穿水平，机械能性要有所改善。设法减少甚至消除甲醛释放，达到低甲醛甚至无甲醛（Lownon-formaldehyeorformaldehye-free）总之，不重量的提高，而重质的改善。所用试剂：醚化二羟甲基二羟基乙撑脲等。,22,发展阶段之比较,23,第二节织物折皱产生原因及防皱方法,纤维的弯曲形变可以看作是拉伸和压缩综合作用的结果，从微观角度来看，是结构单元的拉伸和压缩，所以弯曲形变可以归结于拉伸和压缩形变，而且经研究表明，弯曲回复性与拉伸回复性之间具有对应关系，即可以使用拉伸回复性研究弯曲回复性。纤维素纤维整体上属刚性材料，不易变形，但超分子结构不均一，在无定型区，整列度或侧序度差，结构疏松，结合力低，H-键易被折散，链段易发生相对滑移，羟基易在新位置上以新的H-键结合，当外力除去后，其会阻碍链段回复原状，产生回复蠕变。若阻碍力较大，回复速率很慢，且测试时间短，即可认为产生永久形变（塑性形变），不能回复，即形成折皱，故此折皱是由回复速率很慢的高弹形变和完成不能回复的塑性形变造成。,24,1普弹回复2高弹回复3塑性形变4折皱形成,25,LateralForcesBetweenCelluloseChains,26,主要思想：加强基本结构单元之间的侧向作用力,通过范氏力、H-键，共价链等联结加固。提高纤维刚性，增加初始模量。加速回复速率，提高弹性。从两方面减少永久形变，达到防皱目的。,27,第三节常用防皱整理剂CELLULOSECROSSLINKERS,要求与条件：可与纤维作用（共价交联）、加强纤维分子间的侧向作用力。无臭、无毒、无刺激性。本身稳定、不易分解；易溶于水相容性好。不影响其它染整加工。价廉，易于应用。分类：醛类（甲醛、乙二醛、丙烯醛等）。N羟甲基酰胺类化合物（酰胺及其衍生物与甲醛的反应物）。环氧化合物。缩醛类（甲醛与多元醇的缩合物）含硫化合物（羟乙基砜）,28,酰胺及其衍生物与甲醛反应生成N羟甲基酰胺类化合物，该反应称为初缩反应。该反应产物（N羟甲基酰胺类化合物）称为初缩体。初缩体作为整理剂与纤维发生反应称为交联反应。,29,二羟甲基脲（Dimethylolurea-DMU）,脲素与甲醛缩合物，故又称脲醛树脂（Urea-formaldehyde）(UF)脲素二羟甲基脲,30,二羟甲基乙烯脲（DimethylolEthyleneUrea-DEMU）,由（环）乙烯（撑）脲与甲醛缩合制得，故也叫乙烯脲醛：EUF（Ethyleneurea-formaldehyde）乙烯脲,二羟甲基乙烯脲,31,二羟甲基二羟基乙烯脲（Dimethyloldehydroxyethyleneurea-DMEHEU),二羟基乙烯脲与甲醛的反应物二羟基乙烯脲二羟甲基二羟基乙烯脲,32,三羟甲基三聚氰胺（Trimethylolmelamine-TMM）,三聚氰胺与甲醛的反应物又称氰醛树脂（MF-MelamineFormaldehyde）三聚氰胺三羟甲基三聚氰胺,33,六羟甲基三聚氰胺（Hexamethylolmelamine-HMM）,三聚氰胺与甲醛的反应物又称氰醛树脂（MF-MelamineFormaldehyde）三聚氰胺六羟甲基三聚氰胺,34,其它整理剂,二羟甲基丙烯脲（Dimethylolpropyleneurea-DMPU）二羟甲基三嗪酮（Dimethyloltriazone-DMT）二羟甲基乌龙（Dimethylolurou-DU）二羟甲基甲酰胺（DimethyllolFormaide-DMF）,35,第四节酰胺与甲醛反应（初缩反应）,1.反应历程及（酸碱）催化机理酰胺对HCHO的亲核加成反应酸催化：始于被进攻HCHO之双键，利于其被亲核加成。,36,碱催化：始于进攻试剂酰胺，氮负离子强化，酰胺亲核加成能力加强。对于酰胺，N上负电荷愈强，愈有利于其亲核进攻，可提高其反应速率，反之亦然。,37,例：比较在pH=7，T=50时，EU、DHEU分别与CH2O的反应速率常数K。KEU=9510-4l/mols,KDHEU=2310-4l/mols原因：羟基为吸电子基，因诱导效应使N原子上的电子云密度下降。研究证明，不同酰胺的亲核进攻能力比较：,38,酸和碱在催化正反应的同时亦催化负反应,39,2.初缩反应的平衡,当初缩反应达到平衡时，反应体系中的甲醛量是恒定的，称为游离甲醛。对于不同的酰胺与甲醛反应达到平衡时，体系中的游离甲醛量亦是不同的。DMEU9%，DMDHEU13%,DMU26%,HMM38%以此亦可以检验初缩反应的完成程度。初缩体中，游离甲醛含量过高，不仅在整理时污染环境，而且会使织物的释放甲醛提高，因此应尽量使游离甲醛降低。,40,不同酰胺与甲醛反应的平衡状态,41,.初缩反应条件的选择,pH值在酸性条件下酰胺与甲醛反应易生成大分子量树脂（白色沉淀）在整理时易形成表面树脂，甚至不能使用。此外还可能在整理过程中产生易水解的醚键缩合。在强碱性条件下，反应速度快，所以控制pH=89，微碱性便于控制反应，生成稳定的初缩体。,42,酰胺与甲醛的用量比甲醛用量提高，防皱性增加，手感变硬，游离甲醛升高。初缩体中羟甲基的数量依甲醛的用量而定，而且不同的酰胺与甲醛反应，其与甲醛的比例亦不同，考虑到转化率，游离甲醛含量，实际加工中要求等因素，通常设定为：U：F=1：1.62（DMU）EU：F=1：1.852（DMEU）DHEU：F=1：1.852（DMDHEU）M：F=1：3.3（TMM）M：F=1：8（HMM）,43,温度、时间和浓度温度升高：反应快，不易控制，温度降低：反应慢，易控制，益于加工，分子量大，产品质量不佳。一般为室温浓度低：反应速率慢，时间长，含固量低，储运和应用不便。浓度高：反应速率快，难于控制，生成大分子量物，影响产品质量。浓度适当，依具体反应情况而定。,44,第五节N羟甲基酰胺与纤维素的反应（交联反应）,纤维素纤维对整理剂的吸附纤维素纤维对N羟甲基酰胺类化合物吸附亲和力的大小，决定整理剂是否容易均匀分布于纤维中。常用整理剂如DMEU、2D等对棉纤维的亲和力随温度升高而降低，其对纤维素纤维的亲和力比直接染料低，约为直接染料的10%，而且不如活性染料。由于其亲和力低，所以在烘干过程中，比染料更易发生泳移（migration），但是因无色而不易察觉。可用下述方法检验，采用荧光增白剂或荧光染料（罗丹明B）处理整理织物，然后在紫外光源下观察荧光的强度和分布情况。结果表明，一般采用P-D-C工艺整理的织物，其整理剂的分布十分不均匀，如下图：,45,整理剂在织物上的分布状态,46,反应产物,整理剂与纤维素之间的反应很复杂，结合方式多种多样，单分子交联：（I）整理剂可在纤维分子间形成交联。单分子接枝：（II）整理剂在分子上形成支链。多分子交联：（III）和（IV）整理剂可在纤维分子间形成交联。自身缩合：缩聚成线型或网状大分子形成沉积在纤维内。单分子交联最好，n3的多分子交联亦可。不希望单分子接枝或3的多分子交联，因为缩聚后交联易水解。,47,48,催化机理,整理剂与纤维素间的反应大多在酸性条件下进行。质子催化理论,49,对于金属盐催化剂如MgCl2在高温焙烘时因无水，就不可能存在H+，难以解释。,Lewis催化理论,50,整理剂的反应能力（活性）,若R=给电子基，H2O易脱离而形成稳定的碳正离子，交联反应速度快，反之亦同。例如：在pH=2.5，T=30时DMEU和2D发生交联反应的反应速率常数分别为：KDMEU=220.710-6，k2D=6.410-6在pH=2.5，T=40时：KDMEU=276.410-6，k2D=7.810-6,51,诱导效应分子内H-键,52,整理剂的反应能力比较,选用低反应性的整理剂，否则易发生水解反应，加入催化剂加速反应。反应活性高，水解活性低的整理剂难以制备。,53,第六节防皱原理,纤维素纤维织物经防皱整理后，其防皱性提高的机理的研究已有几十年的历史，一般认为有两种理论：树脂沉积理论：是一种早期理论，多适用于UF、MF等缩聚型整理剂的整理，认为初缩体会缩聚形成网状物，处理到纤维上后经焙烘进入纤维的无定型区或原纤之间，通过H-键和摩擦作用，将纤维分子缠结，阻碍纤维之间的滑移和运动。,54,共价交联理论：适用于DMEU、2D等交联型整理剂的整理。认为整理剂在一定条件下可与两个纤维分子链中的羟基发生交联反应，将它们连接起来，加强了纤维之间的侧向作用力，减少大分子链之间的滑移，使织物不易变形，变形后易于回复。两种理论对防皱原理都有一定的解释作用，可以认为，对于整理剂，两种理论同时存在，其中一种理论占有优势。如对于UF，可能树脂沉积论占主要，而共价交链论则占次要，对于DMEU则相反。,55,第七节防皱整理工艺,干态交联工艺（DryCross-linking）DCRA好，WCRA差。湿态交联工艺（WetCross-linking）含湿率5080%DCRA差，WCRA好。潮态交联工艺（MoistCross-linking）含湿率10%左右DCRA和WCRA皆可。干态交联工艺和湿态交联工艺通常采用浸轧烘干焙烘（PadDryCurePDC）工艺方法实施。潮态交联工艺一般的方法：浸轧烘干打卷（室温）堆置。,56,一般防皱整理工艺,标准工作浴之组成（处方）：整理剂：N羟甲基酰胺等催化剂：金属盐类等添加剂：聚合物类等润湿剂：非离子表面活性剂工艺过程：浸轧烘干焙烘（PadDryCurePDC）,57,整理剂：提高用量，防皱性改善而强力下降。与棉纤维相比，粘胶纤维的无定形区较大，更易起皱，而交联发生在无定形区，故要达到相同的防皱性，整理剂的用量更大。,58,ImportantPoints,Thereisasharpincreaseinwrinklerecoverywithincreasingresinlevel.Asbathconcentrationapproaches7%DMDHEU(15-20%commercialproductinbath),wrinklerecoveryandDPRatingbegintolevels-off.Abovethislevel,therateofimprovementislessrapidandonlymodestgainsareobtainedwithmassiveamountsofresin.,59,催化剂,通常使用酸性催化剂，既保证工作浴稳定，又有催化作用，但酸性不能太强，使整理剂凝聚。金属盐类：MgCl2，Zn(NO3)2等。铵盐类：NH4Cl，NH4NO3等。酸类：柠檬酸，酒石酸等。协同催化剂：柠檬酸/MgCl2.6H2O等。其中有的催化剂不仅能加平快反应，而且能使焙烘温度降低。注意催化剂对织物性能的影响，其中包括因整理剂造成强力下降（暂时损伤）和因催化剂使纤维降解而造成强力下降（永久损伤）。,60,SpecificCatalystandtheirUse,FreeAcids:Mineralacids,citric,tartaricareusedwhenfastercuresarewanted.Theyarealsoeffectiveonhardtocurereactantsorwhencuringatlowertemperature.Disadvantagesarereducedbathstability,damagetothefiberandincreasedformaldehyderelease.LatentAcids:Ammoniumchloride,aminehydrochlorideareusedtocureU/FandM/Fresinswhenfast,lowtemperaturecuringiswanted.DisadvantagesarefabricpHisacidic.Ammoniumsaltsgiverisetotrimethylamine,fishodor.,61,SpecificCatalystandtheirUse,MetalSalts:Magnesiumchlorideisamildcatalystthatcanbeusedathightemperatures.Itisnon-corrosiveandpresentsthefewestsidereactionproblems,e.g.shadechange,fiberdamageetc.Zincnitrateandzincchloridearemorereactivethanmagnesiumchloride.Zincpresentseffluentdisposalproblems.Zincnitratecausedyeshadechanges.HotCatalyst:Usuallyamixtureofmagnesiumchlorideandasourceofprotonsuchascitricacid,aluminumchloride,aluminumsulfateorammoniumchloride.Theseareusedwhenstrongercatalystareneeded.,62,添加剂：聚硅氧烷乳液：提高CRA，改善强力、手感和耐磨性，易泛黄。Elastomeric,aminofunctionalandepoxyfunctionalsiliconeswillgiveamodestboosttoDPperformance.Theelastomericsiliconesaddresiliencytothefabricimprovingwrinklerecovery.Theaminoandepoxyfunctionalimprovefiberandyarnslippage,reducingthetransmissionofthewrinklingforcetothefiber.Alsowrinkleswillfallouteasier.Theseproductsareoftenincludedwithconventionalresinstoboostperformance.聚乙烯乳液：提高CRA，改善强力、手感和耐磨性，不泛黄。润湿剂：非离子表面活性剂如JFC等，促进整理剂向织物内部渗透。,63,浸轧：轧液率低，轧液要匀，二浸二轧（一轧驱赶空气，二轧去除表面树脂均匀渗入），最好使用均匀轧车，轧液率低，可采用低给液技术如舔液辊法、泡沫法等，具有节能意义。预烘：温度（80-100），要求给热均匀，温度应稍低，时间要长些，防止泳移现象，否则整理剂分布不匀，整理织物强力下降。焙烘：温度（120-180），温度太高，纤维僵硬；太低，交联不充分。在120180范围内：每升高10，交联反应速度可提高0.51倍，温度高、时间短，反之亦同，温度提高，CRA增加。后处理：水洗、皂洗、氨洗，去除未反应物，付产物，如三甲胺，鱼腥味致癌物等。,64,CreaseRecoveryversusCuringTemperature,U/FandDMEUfallintotheeasytocurecategory.Curingstartsassoonasthefabricisdry.Thesereagentswouldnotbesuitablefordelaycurewhereoneneedstheresintoremainunreacteduntilafterthegarmentismadeandpressed.DMDHEUfallinthehardtocurecategorywherecuringtemperaturesmustexceed130C.DMDHEUhasbeensuccessfullyusedindelaycureapplications.,65,Therelationshipbetweencreaserecoveryandtemperatureofcure.,66,快速整理工艺整理剂：应在高温下反应快，含醛低，多用2D、DMEU。催化剂：高效性，如协同催化剂，氟硼酸钠/柠檬酸三铵/氯化镁。焙烘：高温快速，170180，21min,后处理：有时可不进行后水洗等。耐久压烫整理工艺主要用于服装折裥整理预焙烘工艺(Pre-cureprocess，PC工艺)浸轧烘干预焙烘（后处理）剪裁缝制压烫成衣延迟焙烘工艺(Delayed-cureprocess，DC工艺)浸轧烘干成色裁剪缝制压烫焙烘成品,67,第八节防皱整理织物的质量,干、湿防皱性能（DCRAORWCRA)整理后，织物防皱性提高，不同纤维织物的性能亦有所不同，在相同的整理剂用量条件下，粘胶纤维织物的防皱性低于棉纤维织物。原因：粘胶纤维的无定形区大，而交联发生在无定形区，故要达到相同的防皱性，整理剂用量要大，有时甚至达到2倍。棉织物：湿/干防皱性（WCRA/DCRA)=0.9粘胶织物：湿/干防皱性（WCRA/DCRA)=0.550.75原因：干态交联使得无定形区有大量的交联键和H-键，湿润时交联键，尤其是H-键被破坏,68,主要机械性能,69,断裂强度和断裂延伸度棉与粘胶纤维在整理后强度变化不同，棉纤维内羟基多，侧向作用力大，聚合度高，分子链长，其断裂机理主要表现为主链断裂，整理后，交联及其相互移动性变差，负担外力情况更不均匀，产生更强的应力集中现象，织物强度大为下降。,70,粘胶纤维羟基少，侧向作用力较小，聚合度低，受力后的断裂机理主要表现为大分子间发生滑移，整理后交联使分子间作用力增加，分子间滑移性降低，强度提高。但是，当整理剂浓度增大到一定程度时，交联程度达到一定时，其断裂强度亦要下降，断裂机理由大分子间滑移转变为主链断裂。在酸性条件下，纤维的酸水解导致强度下降，但下降程度十分有限，如强度降7%，其中6.5%（物理性），0.5%（化学性）。交联后断裂延伸度下降，严重者达50%，主要是分子间滑移性差，纤维随外力变化而发生形变能力降低所致。,71,PointstoConsiderLossesinphysicalpropertiesduetorigidificationofthefiberareunavoidable.Lossesinstrengthduetocross-linkscanberecoveredbyamildacidstrip.Boilingforonehourin1%phosphoricacidbufferedwithureawillremovealmostallcross-linksandrestoreabout70%oftheloststrength.Catalystdamagealsoleadtolossesinphysicalproperties.Thatportionofthelossnotrecoveredbytheacidstripwasthedamageofthecellulosebackbonebythecatalyst.Waystominimizethisdamageistoavoidoverlystrongcatalystandtoavoidovercuring.Tensilestrengthisdirectlyproportionaltofiberdamage.Tearingstrengthhowever,isaffectedbyfiberdamageandfabricstiffness.Stifffabricstearmoreeasilythansofteronesevenifthefiberstrengthisnotlowered.,72,撕破强度棉织物或粘胶经整理后，撕破强力下降，如图所示，交联使分子链间的滑移性降低，撕裂时，承受外力的纱的数量减少，添加剂可使滑移性提高，纱线易于滑移，集中一体，承受外力，撕破强度得到改善。,73,耐磨性,74,整理后耐磨性下降，主要是由于纤维的强韧度降低所致。平磨：纤维与其它物体表面摩擦。曲磨：由弯曲而引起纤维、纱线之间的相对运动而产生的摩擦。加入热塑性树脂可使平磨提高。加入柔软剂可使曲磨改善。,75,耐洗性,主要取决于交联键的稳定性，主要指耐酸水解、碱水解、氯损和吸氯泛黄等。耐酸水解性,76,若R为给电子基，则其易形成碳正离子，凡与纤维反应快的整理剂，愈易发生水解反应。,77,耐碱水解性,78,整理剂分子结构中是否含有-NH-是碱水解的前提条件，对于2D和DMEU等，因其无此结构，不能生成酰胺负离子，故具有耐碱水解性。,79,耐氯性,洗氯泛黄：吸收水中的含氯物质（NaClO)，反应生成黄色产物。氯损：在湿热（熨烫）条件下反应生成盐酸和活性氧使纤维受到损伤。,80,在前处理时漂白后应脱氯，否则在防皱整理中易发生氯损。DMU和TMM等具有-NH-易吸氯，而不具备此结构者也可以通过反应生成此结构，同样发生吸氯。,81,ChlorineResistance,Thetermchlorineresistanceencompassestwoproblems,yellowingoffabricbythebleachandtendering(strengthloss).Nitrogenousfinisheswillreactwithhypochloritebleachestoformareactionproduct(chloramides)thatdecomposeswithheat.Thesechloramidesliberatehydrochloricacidwhichdegradecellulose.Fabricdevelopsthecharacteristicscorchedlookandthefibersbecomeveryweak.Residual-NHgroupsareresponsiblefortheformationofchloramides.Resinsandreactantswithresidual-NHgroupsandcross-linksthathydrolyzeinlaunderingareespeciallypronetopick-upchlorinefromableachbath.Bothtenderingandscorchingarecausedbythebreakdownofthechloramidewithheattoformhydrochloricacid.,82,FabricOdor,Finishedfabricsarebesetbytwotypesofodors,fishodorandformaldehydeodors.Someovercuredfabricsdevelopanunpleasantburntorfishodor.Fishodoristrimethylaminewhichisproducedbythereactionoffreeformaldehydewithammonia.Overcuringcausesureabasedchemicalstobreakdownintoammoniaandcarbondioxidesothisisonesourceofammonia.NH4Clisapopularcatalystandisalsoasourceofammonia.Thereactionsthattakeplacearebelievedtobe:,83,Whiletrimethylamineisavolatilegas,itsformatesaltisnot.Itwillbetrappedinthefabricanddissociateveryslowlywithtimeandhumidity.Oftentimes,consumerproducts(drapes,comfortersetc.)areshippedinsealedplasticbags.Whenthesearefirstopened,amal-odoremanatesfromthecloth.Withtime,intheopen,theodorwilldisappear.Themal-odorisacombinationoftrimethylamineandformaldehyde.Formaldehydecauseseyestowaterandnasalirritation.Asimplewayofcheckingforfishodoristoplaceseveraldropsofasodiumcarbonatesolutiononthefabric,waditupinyourhandsandrubitvigorously.Anyamineodorwilleasilybedetectedbysmell.Scouringthefabricwithalkaliwillpermanentlyremovethistypeofodor.,84,第九节防皱整理的研究方向,降低释放甲醛整理剂及其水解物产生的甲醛问题使消费安全性降低，即在服装加工及使用时甲醛作为一种污染物对人体皮肤和黏膜等有刺激作用，导致病变，甚至癌症。世界各国纷纷制定法律加以限制。释放甲醛的由来及主要影响因素,85,释放甲醛的构成,86,释放甲醛：对于整理织物而言，一方面是整理剂中的游离甲醛，另一方面是交联或高聚物水解后释放出的甲醛，统称为释放甲醛。影响因素：初缩体、催化剂、交联方式和反应程度。最重要的因素：整理剂的水解稳定性、游离甲醛含量和催户籍的种类与用量。降低释放甲醛的方法选择合适的整理剂DMU和DMEU等整理剂水解稳定性差，2D水解稳定性好，但仍导致一定的释放甲醛，醚化2D为低甲醛整理剂，释放甲醛量较低。,87,低甲醛整理剂,醚化2D,88,2D与改性2D的比较,89,无甲醛整理剂,DMeDHEUBTCA（丁烷四羧酸）,90,加强交联反应条件焙烘温度的升高和时间的延长会使-N-CH2OH的转化率提高，整理织物的甲醛释放量下降。采用高效复合催化剂用量适中，用量低反应不充分；用量高会使整理剂易水解。添加甲醛捕捉剂多元醇和肼类物质等能够有效减少整理织物的甲醛释放量。加强后处理（水洗、皂洗等）改善物理机械性能（强力、耐磨性、手感等）,91,THEEND,92,董永春教授纺织学院天津工业大学,染整工艺原理纺织物的前处理和后整理,93,第八章拒水拒油整理和易去污整理,拒水拒油整理和易去污整理：通过不同整理剂的处理改变整理织物的表面性能，但是其仍然具有透湿透气性能。拒水整理：加工对象是棉、羊毛和合纤织物，使整理织物的表面性能从亲水性转化为疏水性（表面张力低于水的表面张力）。拒油整理：加工对象是棉、羊毛和合纤织物，使整理织物的表面性能转化为疏油性（表面张力低于油的表面张力）。易去污整理：加工对象是主要是合纤织物，提高整理织物在水中的亲水性。,94,第一节拒水整理拒水原理Young氏公式：ls+lcos=s（1）cos=(sls)/l（2）若升高则拒水（=180完全拒水）；若降低则润湿则（=0彻底润湿）。水的表面张力通常是7.210-2N/m棉织物的表面张力通常高于7.210-2N/m精练后其表面张力约为0.0028N/m0，则0。拒水整理后，因l为常数，s，ls，则cos，。,95,96,粘着功Wsl：指分离单位液固接触面积所需要的功。Wsl=(s+l)-sl（3）因s，ls，故Wsl表现为拒水（液体易于分离）。将（1）和（3）合并，Wsl=l+lcos=l（cos+1）拒水时，当180时，cos-1，Wsl0。,97,临界表面张力（CriticalSurfaceTension-CST）将一系列不同浓度的表面活性剂溶液滴在特定的固体表面，然后测定cos和l，组成下图，再外推到cos=1，c=l。故固体的临界表面张力可定义为：以外推法求得，当cos=1时，即完全润湿固体的液体的表面张力。当cos=1时，s=ls+lcos=ls+c，故c=sls(4)将(4)代入(2)中：cos=（sls)/l=c/l(5)c愈低，拒水性愈强，亦可以(4)式分析：拒水整理后，s，ls，即c，拒水性。,98,99,拒水整理剂及其应用工艺,铝皂、石蜡/金属盐类整理剂肥皂+醋酸铝铝皂，沉积于纤维表面、价格低廉、加工方便、手感差（多用于工业织物）石蜡/铝盐，石蜡/锆盐耐洗性：锆盐铝盐铝盐：醋酸铝甲酸铝，锆盐：二氯氧化锆。Theoldestandmosteconomicalwaytomakeafabricwaterrepellentistocoatitwithparaffinwax.Solventsolutions,moltencoatingsandwaxemulsionsarewaysofapplyingwaxtofabrics.Paraffinwaxmeltsandwicksintothefabricwhenthefabricisheated.Thiswillcausemostofthefiberstobecoveredwithathinlayerofwax,especiallythosethatareexposedtowater,andthefabricwillhaveexcellentwaterrepellentproperties.Themajordisadvantageofwaxwaterrepellentsispoordurability.,100,吡啶季胺盐Thiswasonceverypopularandusedextensivelyasreactivetypewaterrepellentfinishes.Toxicologicalconsiderationshavecurtailedtheuseofpyridinium-typewaterrepellents.可用p-d-c法整理织物。,101,长链脂肪酸的金属络合物Theproductismadebyreactingstearicacidwithbasicchromechlorideinanisopropanolsolution.Duringapplication,thepolymerizationisnotallowedtoproceedsofarastocauseprecipitationofthepolymer.Onstandingorwhenheated,thecomplexwillpolymerizetoform-Cr-O-Cr-O-Cr-bonds.Whenthefabriciscuredat150-170C,furtherpolymerizationofthecomplexoccursbondingtheinorganicportiontothefibersurface.Thiswillcausethehydrophobictailtoorientperpendicularlyawayfromthesurface,provi