第十一章 防皱整理

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防皱整理效果的评定 crease recovery angle（CRA, 折皱回复角）
recovery degree（回复度）
织物经树脂整理后，其整理效果一般用折皱回复角来 表示，通常是经向和纬向回复角之和；其回复角的大小 除与整理效果有关外，还与织物的组织结构有关。通常 情况下：
Untreated fabric of cotton （经向）：80－850； Treated fabric of cotton （经向）：110－1300；
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B. Fineness
同一种棉纤维，捻度相同的条件下，纱线的直径 增加，纱线的抗弯刚度增大，抵抗外力变形的能 力相应提高，织物的抗折皱性能越强。
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2. Fabric texture A. Tightness
图11-2 织物紧度与折皱回复角的关系
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B. Thickness
织物厚度增加，刚性随之增加，织物的抗皱性和折 皱回复性也增加。
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1. Properties of the yarn A. Number of twists
• 纱线的捻度过小，抵抗外力作用的能力较差，纤维 间极易产生位移，外力去除后，就会发生不可回复 的变形，抗皱性能差； • 纱线的捻度过大，外力作用时虽然纱线中纤维间不 易产生滑移，但是纤维本身发生较大变形，纤维内 氢键断裂并在新的位臵重建，外力消除后，纤维的 变形不能回复，织物产生折皱。 • 纱线的捻度过高或过低，均对织物的抗皱性能有不 利影响。
C. Texture
纱线和纤维相同的条件下，织物的折皱回复性能： 斜纹组织结构＞平纹组织结构＞缎纹组织结构
3. Resin finishing
通过树脂整理可以改善织物的抗皱性能
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§11-3 Mechanism of anti-crease finish 要使纤维素纤维织物不易起皱，需使织物中的 纤维具有一定的弹性，受到外力作用时产生的 形变，当外力去除后能回弹到原来的形状。
11.2Baidu Nhomakorabea1 The reason of forming wrinkle on fabric 织物上折皱的形成，可认为 是由于外力使纤维弯曲变形， 放松后未能完全复原所造成。
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Crystal Regions（晶区） 纤维素长链分子相互平行排列，并通过氢键和范德 华引力的作用，纤维素大分子链紧密牢固地与相邻 分子链结合在一起，纤维素分子间无空间让水分子 和树脂分子进入，而且纤维素大分子链很难相对运 动。即使产生分子间的相对位移，待应力消除后， 其结合力就立刻使位移分子恢复到原来位臵（发生 普弹形变）。 所以结晶区可以认为是完全防皱的。
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11.3.2 Theory of covalent crosslinking
树脂整理剂固然能自身缩聚，但也不能排除与纤维 素上的-OH 基发生反应的可能。织物防皱性的提
高，也可能是由于在纤维素大分子或基本结构单元 间生成共价交联的缘故，所以提出了共价交联理 论。
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树脂交联理论： • 整理剂和纤维素纤维大分子中的羟基发生反应， 在纤维素分子链或基本结构单元间形成共价交 联； • 共价交联的形成，使纤维在形变过程中因氢键拆 散而导致的蠕变和永久形变减少，纤维从形变中 的回复能力提高。
Untreated fabric of cotton （经＋纬）：1600；
Treated fabric of cotton （经＋纬）：＞2200；
§11-2 Wrinkle of fabric and a basic conception of anti-crease finish for cellulosic fabric
11.2.2 How to improve the anti-crease ability
织物的抗皱性主要表现在两个方面： • 织物在穿着过程中受到伸长、剪切和弯曲作用 时，纱线间纤维的相对移动量小（不易发生形
变、形变小）； • 产生折皱时织物因弹性好容易回复（即使发生 形变易回复）。 两者只要具备其一，织物就具有良好的抗折皱性 能。
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综合归纳 • 宏观：织物的褶皱是因为织物产生了不可回复的形变 的结果； • 微观：织物上褶皱的形成与纤维大分子结构单元密切 相关。纤维是由基本结构单元（如分子链、分子束、 原纤维等）组成的，它们之间存在着各种不同方向、 不同大小的作用力（如氢键、范德华力、共价键等） 的作用，处于平衡状态。当纤维受到外力作用后，大 分子结构单元的平衡状态被破坏，基本结构单元伸 长，取向度提高，并产生相对滑移，有些氢键被破 坏，在新的位臵上形成新的氢键，通过基本结构单元 之间的变化达到新的平衡，纤维就发生了变形（褶 12 皱）。
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不论是树脂沉积理论还是共价交联理论，经过整
理后的纤维素纤维的弹性模量得到提高，即比未 处理的纤维难以变形，而且具有较高的弹性，从 形变中的回复能力增强，防皱性能得到提高。
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为了使纤维或织物具有防皱性，可在无定形区中紧 邻的纤维素分子间增添一些连接。处理时织物要保 持所需的形状，在适当的催化剂存在条件下，引入 的分子至少具有两个以上能与纤维素发生反应的基 团。 这些分子通常称为纺织树脂，实际上称为“初缩 体”（precondensates）较为合适。
wash and wear W & W
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防皱整理的发展历史 • 第三阶段：耐久压烫整理 棉织物的耐久压烫整理：Durable Press DP
Permanent Press PP 防皱整理发展趋势： 常规的防皱整理剂存在甲醛释放问题，绿色、环保型的 无甲醛整理剂的开发成为研究热点。防皱整理后往往导 致织物的强力下降，如何减少强力下降也是一个研究方 向。
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11.3.1 Theory of resin aggradation 树脂沉积理论： • 处理到织物上的整理剂，经焙烘后会在纤维内部 形成网状结构缩聚物的树脂，沉积在纤维的无定
形区； • 沉积的树脂通过物理－机械作用，阻碍纤维素纤 维中大分子或基本结构单元的相对移动（依靠机
械摩擦作用或氢键，改变纤维的流变性）。
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Non Iron（免烫） Wash and Wear（ W & W 整理，洗可穿）
Durable Press （ DP 整理，耐久压烫）
Permanent Press （ PP 整理，耐久压烫） and other terms such as minimum care(易洗免烫), easyto-care, crease resistant, wrinkle resistant, wrinkle free are used for anti-crease or easy care finishes.
H O + H
O C N R O C + CH2 + Cell OH
O C N R N R O
H
CH2
O +
Cell
CH2
Cell + H+
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最初的酸性催化剂：游离的酸，如：硼酸 （H3BO3）、醋酸（HAc）、酒石酸（tartaric acid， HOOCCHOHCHOHCOOH ，2,3-二羟基丁二酸）、醋
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§11-4 Resin of amide-formaldehyde 11.4.1 Structure
防皱整理剂又称交联剂，目前工厂里常用的是N－羟甲 基酰胺类整理剂，它们是由酰胺与甲醛在一定的条件 下反应生成的化合物，其生成物通常称为树脂初缩体。 即 O
C N
R
CH2OH
11.4.2 Mechanism of the reaction of resin with cellulose
铵盐发生分解而释放出游离酸，催化整理剂与纤维素 纤维反应。 31
11.4.2.2 Theory of Lewis-acid Catalysis
路易斯酸碱理论（酸碱电子理论） 酸：可以接受外来电子对的分子、原子团、离 子或具有电子层结构未饱和的原子 ——电子对接受体 碱：给出电子对的分子、原子团或离子 ——电子对给予体
Chapter 11
Anti-Crease Finish Easy Care Finish Wrinkle Resistant Finish
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§11-1 Introduction §11-2 Wrinkle of fabric and a basic conception of anti-crease finish for cellulosic fabric §11-3 Mechanism of anti-crease finish §11-4 Resin of amide-formaldehyde §11-5 Non-formaldehyde reagents §11-6 Quality of finished fabric
酸和酒石酸的混合物、高沸点的有机酸。 树脂初缩体在酸性介质中不稳定、易缩和、产生沉 淀，整理液使用时间不长，在生产周期中，整理效 果常发生变化。
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为了增进整理液的稳定性和结果的重现性，使用潜酸性 催化剂。 • 所谓潜酸性催化剂是一种能在干燥或焙烘时，产生所 需要的酸度，而在浸渍液中不产生酸的催化剂。酸性 的产生是通过热分解、水解、与甲醛反应或因浓度提 高而引起的，其释酸条件是可以预测和控制的。 • 硫酸铵(NH4)2SO4、氯化铵NH4Cl、硝酸铵NH4NO3 和 磷酸铵(NH4)3PO4 是合适的潜酸性催化剂。 • 在低温时，加有铵盐的整理液呈中性或弱酸性，整理 液非常稳定，整理液施加到织物上后在焙烘过程中，
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防皱整理的发展历史 • 第一阶段：防皱防缩整理 粘胶织物：透气性好、吸水性强、穿着舒适、价格便 宜；尺寸稳定性差 • 第二阶段：洗可穿整理 随着各种合成纤维的出现，由于其具有：洗后不易起 皱、经一定温度压烫后服装所产生的折缝或褶裥不会 因洗涤而消失的特点而倍受消费者青睐。因此人们希 望纤维素纤维织物也能具有上述优点，在防皱防缩整 理的基础上开发了洗可穿整理。 棉织物的免烫整理（或称洗可穿）
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Amorphous Regions（无定形区） • 在此区域内，纤维素分子排列无序或序列较差；纤 维大分子链间的间距较大，相邻大分子链间的引力 也低于晶区，树脂和染料分子都可渗入。 • 在此区域相邻大分子链间引力较低，在外力作用下 可使纤维素大分子链发生位移，当外力去除时，没
有足够的约束力能使纤维素分子回到其原来的位 臵，使织物造成折皱（发生普弹形变、强迫高弹形 变、永久形变）。 • 折皱主要是在无定形区产生的。
11.4.2.1 Theory of proton catalysis
酸碱质子理论
• 酸：凡是能够释放质子（氢原子）的任何含氢 原子的分子或离子，如：HCl • 碱：任何能够与质子结合的分子和离子，如：ClHCl H+ + Cl-
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O C N R
_ H2O
O CH2OH + H+ C N R O C N R + CH2 CH2
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Resistance to creasing is imparted to cellulosic fibers by restricting the slippage of molecular chains. Chain slippage can be restricted by adding chemical crosslinks between the molecular chains in the amorphous regions of the fiber or by deposition of a polymeric substance in the amorphous regions. Permanent creases may be placed in a fabric by creasing the fabric at the desired location before the crosslinks are formed.
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§11-1 Introduction
纯棉、粘胶及其混纺织物具有很多优良的特性，但它 们也存在着弹性差、易变形、易折皱等缺点,故在穿着过 程中不能保持平整的外观。为了改善上述不足之处，人 们通过对棉织物进行树脂（特殊的高分子预聚体）整理 后，提高其从折皱中回复原状的能力，从而提高织物的 防缩、防皱性能。因此防皱整理通常称为树脂整理。