防水防油助剂,防油防水整理剂,四防整理剂,衣料拒油拒水整理剂,防水防油防污整理剂
第四节拒水、拒油和防污整理剂

一浴法来代替。即将铝皂制成分散液,以明胶、聚乙烯醇为保护胶体,之后 又有乳化石蜡和铝皂并用的方法,用石蜡铝皂做拒水剂,价格低廉,工艺简 单,拒水效果好。它的缺点是耐洗涤性差、不耐磨,是一次性的拒水整理。 铝皂虽然不溶于水,但可以溶解于碱性溶液中,故铝皂的耐洗性较差。由于 锆皂的疏水性和耐洗性都比铝皂好,因此以锆盐代替铝盐,可以有效地改善 整理品的耐久性。
•
• 石蜡-铝皂是使用方便、价格低廉的拒水剂,特别适用于不常洗 的工业用布,但它不耐洗涤,不能持久,只有暂时性的拒水效 果。使用锆等稀土元素的化合物代替铝皂,可以提高洗涤性。
• ③高分子树脂类防水整理剂 作为防水剂的树脂,主要是由C11 以上的烷基酚类制成溶液,织物浸渍后干燥,再用甲醛和乙二 醛溶液处理,焙烘后即生成防水性树脂。它的优点是能够沉积 在织物上,赋予织物高度的拒水特性。缺点是处理液带酸性, 在烘干及热处理时,容易使纤维素纤维织物发生脆损;由于处 理液带酸性,容易使印染织物发生变色,采用直接染料染色的 织物尤为严重,久用或经洗涤后,拒水作用陆续丧失。
• 织物拒水整理的历史源远流长,十九世纪初出现了铝皂和石蜡乳液的二浴法 拒水整理工艺,先将织物浸轧用肥皂分散的石蜡乳液,再浸轧醋酸铝溶液。 这种工艺有很好的拒水性,但不耐洗涤,用锆皂代替铝皂可以提高耐洗性。 二十世纪三十年代,出现了一端具有反应性基团的长碳链拒水剂,如羟甲基 硬脂酰胺、十八氨基甲酸酯羟甲基衍生物、烷基醚化二羟甲基脲与长碳链醇 和长碳链酰胺合并使用等。其中最重要的是硬脂酰胺亚甲基吡啶氯化物,其 商品名为著名的Velan PF,由英国ICI公司于1937年推出,可用于耐久性拒水 整理。同一时期还出现了氨基树脂用硬脂酸或十八醇变性,生成长碳链酯或 醚的拒水剂,至五十年代完成商品化,如Phobotex FT、FTS、FTG等。二十世 纪四十年代,杜邦公司的R.K.Iler提出了配价络合型拒水剂,其商品牌号为 Quilon Werner,为硬脂酸或豆蔻酸的铬络合物。但这类拒水剂本身呈深绿 色,限制了它的使用范围。1947~1948年出现的有机硅拒水剂是拒水整理的 重要发展。美国道康宁公司最早指出,含氢有机硅聚合物是织物拒水剂的必 要成分。但聚甲基含氢硅烷整理后的织物手感发硬,需要与有机硅弹性体配 合使用。有机硅类拒水剂用于合成纤维织物效果较好,但用于纤维素纤维织 物上时,耐久性不够,需要加交联剂。有机硅类拒水剂整理织物的耐气候牢 度是其它各种拒水剂所不及的。
第7章 后整理助剂

N N
CH2CH2 NH C O CH2CH2 NH
C O
柔软剂ES
酰胺型柔软剂
第七章 后整理助剂
②季铵盐类柔软剂 具有单个疏水链阳离子表面活性剂中,作为柔软剂的主 要是疏水基与亲水基通过连接基的表面活性剂。
C2H5 C17H33CONHCH2CH2N CH3 CH3SO4C2H5
+
Sapamine MS
第七章 后整理助剂
2、多羧酸类化合物 作用机理:多羧酸类化合物的可与纤维素大分子上的羟 基发生酯化交联,其抗皱机理属于共价交联机理。一般 认为在催化剂存在的条件下,首先多元羧酸脱水成酐, 再与纤维上的羟基等反应性基团发生酯化交联。催化剂 在体系中所起的作用,是主要催化多元按酸脱水成酐, 还是侧重催化酸酐与纤维素酯化交联,或是既催化成酐 又催化成酯,仍存在着争议和分歧。
第七章 后整理助剂
织物抗皱整理机理
① 覆盖理论:整理到织物上整理剂经高温缩合或加成后,形 成网状结构的高弹性薄膜覆盖在纤维外层,并在纤维之间形 成黏结点,提高织物回复弹性。 ② 树脂沉积理论:整理到织物上整理剂经焙烘后在纤维内部 形成网状的树脂,沉积在纤维的无定形区,沉积的树脂靠机 械摩擦作用或氢键改变了纤维大分子或基本结构单元的相对 滑动,给予织物抗皱性。 ③ 共价交联理论:整理剂在一定条件下能与纤维发生反应, 在纤维分子链或基本结构单元间生成共价交联,减少纤维在 形变过程中由于氢键折散而导致的不立即回复的形变,并提 高纤维从形变中回复原状的能力,从而达到抗皱的目的。
双长链烷基双甲基氯化铵的柔软性优于单长链烷基季铵 盐,但抗静电性差、生物降解性差。采用长链烷基通过 酯基或酰胺基与亲水基相连的季铵盐结构,可以使生物 降解性提高。 CH
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防水防油助剂,拒水拒油剂,防水防油污整理剂,防水防油防污助剂,皮革拒油拒水剂(0002)

防水防油助剂,拒水拒油剂,防水防油污整理剂,防水防油防污助剂,皮革拒油拒水剂防油防水整理剂HS1100是以纳米含氟高分子材料为主要成分的拒水拒油整理剂,适用于天然纤维、化学纤维,及混纺织物的三防整理。
处理后的织物具有优异的防水、防油、防污的效果;同时赋予织物丰厚的手感,使织物远离各种有害细菌及污染。
HS1100一般采用于浸轧——焙烘工艺,对织物的手感与色泽影响低;且对人体安全,对皮肤无刺激、透气舒适;耐水洗和干洗。
目前广泛应用于雨具、风衣、油田工作服、台布、帆布、帐篷及包装用布等。
多家权威检测机构一致证明: HS1100整理后的织物拒水性可达到90分以上;拒油性可达到4级;无芳香胺残留物;无PFOS和APEO;PFOA的含量<1ppm。
韩笑防水、防油、防污多功能后整理技术研究进展中国纺织科学研究院谢孔良【摘要】本文综述了防水、防油、防污多功能后整理技术研究进展,重点讨论了有机氟系列防水、防油、防污多功能整理剂的结构特征、联合增效效应、结构与性能的关系和发展方向,并对今后工作提出了建议。
1.前言根据国内外纺织品的发展趋势和人们生活的需要,技术含量高的多功能产品越来越受人们的重视。
越来越多的纺织品如服装面料、无纺布、装饰用纺织品、地毯、产业用纺织品等迫切要求进行同时具有防水、防油、防污等多功能整理,而又不改变织物在透气、透湿等方面的性能,这方面的后整理已引起人们的关注。
在防水领域里,我国目前使用的防水剂主要有以下几种类型:①石蜡一铝皂,由石蜡、硬脂酸铝皂等配成的乳液②吡啶季胺盐和硬脂酸铬络合物③羟甲基三聚氰胺衍生物④有机硅型防水剂⑤聚醚、聚氨酯系列⑥有机氟系列以上几种防水剂真正起到防水、防油、防污性能而又具特效作用当属有机氟系列,实际上,随着近年来有机氟工业的发展,有机氟精细化学品和含氟功能性高分子材料已经成为新兴氟化学领域的重要分支,含氟织物整理剂是有机氟精细化学品代表之一。
由于有机氟织物整理剂能够赋予织物以优异的拒水、拒油、防污、抗静电等特性,因此这一领域的研究工作非常活跃,本文重点论述这类整理剂的结构特征和研究进展。
面料三防助剂成分

面料三防助剂成分
一、引言
面料三防助剂是指用于提高面料防水、防油和防污性能的化学助剂。
这些助剂通过特定的化学反应和吸附作用,使面料具有更好的防护性能,延长面料的使用寿命,提高穿着者的舒适度。
本文将详细介绍面料三防助剂的主要成分及其作用。
二、防水剂
防水剂是面料三防助剂的重要成分之一,主要成分为聚合物材料。
这种聚合物材料具有极低的表面能,能够在面料表面形成防水屏障,使水滴难以附着在面料上。
当水滴接触到经过防水处理的面料时,会形成水珠状自动滑落,从而达到防水效果。
常见的防水剂有有机硅防水剂、氟系防水剂等。
三、防油剂
防油剂的作用是使面料具有抗油污性能,能够抵御各种油性污渍的渗透和附着。
防油剂的主要成分包括含氟化合物、硅酮树脂等,这些成分能够在面料表面形成一层疏水疏油的涂层,使油性污渍无法渗透或附着,从而易于清除。
防油剂对于维护面料的清洁度和美观度具有重要作用。
四、防污剂
防污剂是一种具有广谱防护性能的面料助剂,能够有效防止各种污渍对面料的渗透和附着。
防污剂的主要成分包括有机硅树脂、丙烯酸酯等,这些成分能够在面料表面形成一层致密的防护层,阻挡污渍
的侵入。
此外,防污剂还具有一定的抗菌和防静电性能,可以提高面料的易护理性和穿着舒适度。
五、总结
面料三防助剂的主要成分包括防水剂、防油剂和防污剂。
这些助剂通过各自的化学作用,使面料具有优异的防水、防油和防污性能,提高了面料的防护效果和使用寿命。
了解和掌握这些成分有助于更好地选择和使用面料三防助剂,为生产高品质的面料提供有力支持。
纺织品功能整理

第七章纺织品功能整理第一节防水、拒水和拒油整理第二节阻燃整理第三节抗静电整理第四节卫生整理第五节生物整理第六节防污和易去污整理第七节微胶囊整理第八节柔软整理第九节抗皱整理第七章要点第一节防水、拒水和拒油整理拒水拒油原理rθr sr Lr sL表面粗糙拒水拒油条件=r<0 珠缩失,r L、r s L形成常见拒水拒油剂:拒水拒油剂:整理工艺:烘干40℃,70%轧余率150℃,3min.有机硅类拒水剂与有机硅柔软剂混用工艺流程多浸多轧整理液:甲基含氢硅烷乳液30g/L羟基硅烷乳液70g/L胺化环氧交联剂14.2g/L醋酸锌10.8g/L氯氧化锆 5.4g/L一乙醇胺 4.5g/L水至1000拒油整理工艺:整理液:有机氟FC-208 133g/LVelan PF 80乙醇80醋酸钠26水至1000拒水拒油性能测试:第二节阻燃整理纺织品的燃烧性:化、熔融氧化燃烧模式纤维热裂解玻璃化温度(Tg)熔融温度(Tm)热裂解温度(Tp)燃烧温度(Tc)LOI = 燃烧热火焰最高温度需氧指数LOI燃烧骨架效应:阻燃方法二、阻燃机理棉织物在~200℃开始裂解,500℃以上炭化,其间温度分解形成可燃物。
棉阻燃剂涤纶的阻燃机理:气体焦油状物残渣裂解成分30种以上。
产生烟雾火焰反应ROOH RO ROO 2 2 OH + CO CO涤纶阻燃剂MX M + X MX HX + M‘+ HX H OH + HX H 截获H ·、·OH ,阻燃。
阻燃剂:阻燃剂金属氧化物、卤化物硼砂磷酸盐有机磷阻燃剂阻燃剂使用:多种复合,综合效果。
阻燃整理工艺:1、棉织物的阻燃整理不耐洗阻燃整理半耐洗阻燃整理耐洗性燃整理工艺:浸轧42、涤纶织物的阻燃整理3、涤/棉混纺织物阻燃整理纺织品阻燃性能测试方法:第三节抗静电整理---摩擦带电序+抗静电方法:-P-ONa OHO抗静电整理剂及其应用: 1、非耐久性抗静电整理剂2、耐久性抗静电剂静电大小的测量:第四节卫生整理卫生整理目的:微生物细菌---原核细胞型真菌---真核细胞型病毒---非细胞型致病性有益型抗菌机制卫生整理剂和卫生整理工艺: 1、有机硅季铵盐抗菌整理剂DC-5700℃)织物增重0.1~1%2、二苯醚类抗菌剂3、芳香族卤化物抗菌剂4、其它抗菌剂卫生整理测试:养基上,隔时检查菌落数,与空白对比。
三防整理剂,四防整理剂,纺织防水剂,亲水易去污整理剂,衣料拒油拒水整理剂,拒油拒水整理剂,防油防水整理剂

PFOS的禁用与含氟防护整理的动向杨栋樑全国染整新技术应用推广协作网原载:第七届全国印染后整理论文集(2008.12);一、问题的由来美国杜邦公司是最早企图利用含氟聚合物赋予纺织品新的防护(拒水、拒油-防污和易去污)功能的尝试,而3M公司(Minnesota Mining Monufactering)则是首先实现含氟共聚物成为防护功能整理(Scotchgard Protector)商品化。
据称:这类防护功能整理剂的开发创意,来源于一个偶然现象。
即在1953年某一天,年轻的化学家Petery Sherman不小心将某种氟化合物液体洒在新买的网球鞋上,随后发现网球鞋在穿用过程中不易被沾污;3M公司对这一发现的现象进行了深入的研究。
由Petery Sherman 和Sam Smith共同研究,终于在1956年研发成Scotchgard Protector商品,此后,其应用范用逐渐向皮革,造纸等领域推广。
由应用含氟化合物的面影响生态环境受到指责的,最早在氟烷烃(即氟利昂)使臭氧层出现空洞,并不断扩大而引起世界各国的极大关注。
从上世纪90年代起,由于禁用氟利昂使家用冰箱的制冷技术逐步向无氟制冷技术方向发展。
进入二十一世纪以来,美国环境保护署基于对环境管理以及对人体键康考虑,中止了全氟辛基磺酸化合物(Perfluorooctane Sulfonates PFOS C8F17SO3-)的生产和使用,并注意到美国杜邦公司生产的不沾锅中,含有可能使人体致癌的有机氟化合物问题。
随后,各国对PFOS的毒理性与生态性进行了深入的研究。
欧洲议会,于2006年12月27日发布"限制全氟辛基磺酸化合物(PFOS)销售及使用的指令"(2006/122/EC),并重申欧洲议会于2006年10月25日通过的有关PFOS的限量规定,将于2007年12月27日前成为各成员国的国家法律,同时,2008年6月27日起实施。
纺织品功能整理

功能整理:凡是能赋予纺织品某种特殊实用功能的整理加工统称为功能整理。
包括:抗皱、防缩、防水、防油、阻燃、抗菌防臭、防霉防蛀、防静电、防紫外线、防辐射、香味整理、陶瓷(保健)整理等等。
止血整理:整理手段:化学接枝变性(赋予织物新的化学和物理性能)止血机理:1、物理作用:吸收水分而膨化(增加血液粘度,减缓流速)紧贴产生压力(膨化胶体堵塞毛细管末端)2、化学作用:粘附及凝集血小板3、生理作用:促活凝血因子-----活化凝血酶抗冻疮整理整理手段:纤维上连接(化学嫁接(为经得起重复使用中酸性汗液和碱性洗液的侵蚀))某种化学物质。
抗冻疮机理:制止动脉的痉挛收缩(通过生理性舒解、物理性扶摸)消痒整理整理手段:选择一种在结构上近似组织胺(致痒的代谢产物,脱羧的组胺酸),活性又比组织胺较强的物质,连接在纤维上。
抗菌整理整理手段:抗菌剂化学结合等方法留存在织物上。
抗菌机理:抗菌剂直接作用或缓慢释放作用,抑制菌类生长。
抗霉腐整理整理手段:在织物上生成不溶性的抗霉腐物质、伯醇基化学变性、与纤维素纤维中羟基结合形成共价键。
抗静电整理整理手段:物理方法(带不同电荷的纤维混纺或交织添加油剂、给湿、车间接地)化学方法(用抗静电剂进行整理来消除,在疏水性纤维表面形成导电层:提高纤维的吸湿性表面离子化)。
防臭整理整理手段:抗菌法(使杂菌无法在织物上繁殖生长)吸收法氧化法。
防紫外线整理整理手段:增强织物对紫外线的吸收能力(选用适当的纤维,用紫外线吸收剂,选择合适的组织结构)增强织物对紫外线的反射能力(选用适当的纤维,选择合适的组织结构,用反光性强的物质)。
防污整理易去污整理:指通过这种整理后的织物沾污后在水中易于洗除。
拒污整理:拒污整理是指通过这种整理后的织物在空气中不易被污物沾污。
1.含氟整理剂适合作拒油整理剂。
2. 聚丙烯酸系整理剂适合作易去污整理剂。
污物分类(1)油脂类物质:乙醚溶解物、食品油脂、汗脂。
(2)水溶性物质:盐、糖、尿、汁、酸、碱,果汁、菜汁、难除的淀粉、胶水、蛋白质、牛奶,易再沾污。
亲水易去污整理剂,吸湿排汗剂,抗静电助剂,防紫外整理剂,高发(精)

拒水拒油整理剂HS1100构造或组分:含氟有机化合物;用途及应用方法:合用于天然纤维、化学纤维,及混纺织物的防水、防油整理;1、浸轧工艺:〈1〉用量: 10~ 50g/l〈2〉工艺流程:浸轧(轧液率: 60~70%)→ 干燥(110℃×2~3min)→ 焙烘(170℃×1min)包装储存: 60kg 铁桶包装。
0℃以上常温储藏,保质期一年。
韩笑棉型机织面料的易去污整理工艺研究何艳芬 1,武晋 2,张芳 1 1.嘉兴学院服饰与艺术设计学院.浙江嘉兴 31400l;2.欣悦印染有限企业技术中心.浙江嘉兴314016【纲要】采纳易去污整理剂 AL-12 对不一样机织面料进行易去污整理,经过改变整理剂浓度、浴比,变换焙烘温度和时间等影响易去污成效的因向来优化整理工艺,进而剖析出拥有较好易去污成效的面料及与之对应的工艺,同时对整理前后边料的悬垂性、强力、透气性和抗皱性等服用性能进行了测试和比较,试验结果表示,整理后边料在保持原有服用性能的同时兼具较好的易去污能力。
【重点词】:易去污整理;工艺;性能;剖析【中图分类号】 TS l.95 文件表记码: B 文章编号: l 005-9350(2009)ll-0023-04跟着科技发展和人类进步,各行业生产效率日趋提升,生活节奏愈来愈快,为适应这一要求,防污和易去污整理崭露头角。
经易去污整理的织物可大大减少清洗困难,缩短洗衣时间,所以,织物易去污整理符合时代发展要求。
织物的易去污整理 [1] 是指织物。
旦沾污后,污垢在正常清洗条件下简单洗净,而且在清洗液中不会从头沾污。
易去污整理是使纤维减弱对油污的吸附,沾污后易于洗除和清洗时不再沾污的一种加工方法[2] 。
织物经易去污整理后‘般拥有以下特征: (1)防污:排挤污物,使之不易沾污到织物上。
(2)易去污:污物即便沾附在纤维上,也能简单经过清洗等手段使之零落。
(3)防再沾污:清洗后从纤维上零落的污物不易再沾附到纤维上。
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防油防水整理剂HS1100是以纳米含氟高分子材料为主要成分的拒水拒油整理剂,适用于天然纤维、化学纤维,及混纺织物的三防整理。
处理后的织物具有优异的防水、防油、防污的效果;同时赋予织物丰厚的手感,使织物远离各种有害细菌及污染。
HS1100一般采用于浸轧——焙烘工艺,对织物的手感与色泽影响低;且对人体安全,对皮肤无刺激、透气舒适;耐水洗和干洗。
目前广泛应用于雨具、风衣、油田工作服、台布、帆布、帐篷及包装用布等。
多家权威检测机构一致证明: HS1100整理后的织物拒水性可达到90分以上;拒油性可达到4级;无芳香胺残留物;无PFOS和APEO;PFOA的含量<1ppm。
韩笑含氟防水防油剂1 前言自本世纪初人造纤维工业化生产以来,至今化纤已占了纺织纤维中的五成以上。
其中,涤纶产量又占了化纤产量的一半以上,因此涤纶是纺织用化学纤维中左右全局的最大一个品种。
近年来,随着涤纶细旦、超细旦纤维的迅猛发展,除了在仿真丝薄型服装面料方面应用广泛之外,用于装饰和产业方面,如:帐篷、高性能清洁布、汽车,飞机等内装饰布、地毯、沙发面料、墙布等也愈来愈广泛。
而随着科学技术的发展,纺织产品向功能化、智能化方向发展,已成为未来纺织品发展的主要趋向,同时,随着人们生活水平的提高,对纺织品除了传统的坚牢、耐用等力学性能要求外,各种舒适性能、外观性能和特殊性能等越来越受到重视。
一些经过特种整理的新型纺织品能给人们提供各种优异的功能,从而满足特殊用途的要求,涤纶织物的防水透湿及拒水拒油整理就是其中之一[4]。
2 防水与防水透湿整理2·1 防水性织物的防水性是指织物阻抗水分子透过的性能。
传统的处理方式是在织物的表面涂上一层不透水的涂层,如聚氯乙烯树脂、聚氨基甲酸酯类树脂等,以消除其透水性,此类方法过去应用较多,但却并不是解决问题的最好方法,因为这种涂层不能透过水蒸汽,它限制了人体汗液蒸发后的散发,并使水汽冷凝在织物的内表面,穿着很不舒服。
2·2 防水透湿机理防水性和透湿性表面上似乎是矛盾的,但从织物结构和加工方式上可取得一致。
水汽分子的直径一般为4×10-4µm,雨滴的直径通常为102µm 。
所以只要织物中孔隙的直径控制在水汽分子可通过而水滴不能通过的范围内,便可起到防水透湿的作用。
织物要阻止水的渗透,取决于织物表面能的大小及水滴对织物表面的接触角Q,当Q大于等于90时,织物的临界表面张力小于水的临界表面张力,织物可以被水润湿。
但由于织物具有芯吸性(毛细管效应),不能阻止水滴的渗透,所以要进行适当的防水整理,使织物的表面能低于水,同时由于水的内聚力的作用,水滴呈珠状,从而使织物具有防水性能。
在人体、衣服、环境三者形成的体系中存在湿与热的传递,湿的传递方式有两种:出汗发散(液相传递)和无感蒸发排泄(气相传递)。
人体随环境和活动状态及穿着衣服的不同,在人的皮肤周围出现的人工气候,其相对湿度为50%,舒适温度为32℃。
织物的透湿性与纤维的种类、织物的结构和织物的整理等密切相关,当服装内侧的温度高于外侧时,在织物两侧就存在一个压力梯度,在它的作用下,水蒸气分子能通过织物细密通道与外界进行热湿交换。
2·3 防水透湿整理新的防水透湿整理方法是采用在织物表面涂上具有微孔的薄膜或采用超细纤维织造紧密织物,从而阻止液态水的通过,而允许水蒸汽分子通过,同时保持了织物具有一定的透气和透湿(水蒸汽)能力,因此又称为防水透气整理或防水透湿整理涤纶的防水透湿织物主要有如下三种:(1)经拒水整理的高密织物紧密型防水织物是利用改变织物结构而达到防水透湿的目的。
此类织物是最早研制成功的防水透湿织物[7],其机理为:水汽在纱线空隙之间简单的扩散;纤维束之间的毛细管传递;在单根纤维之间的扩散。
现在的紧密型防水织物,大多采用超细聚酯纤维为原料[8],此类织物中,纤维之间、纱线之间紧密排列,使织物在不进行拒水整理的情况下,耐水压达104-1O5Pa。
同时,纤维纱线之间形成毛细管,由于毛细管效应的存在,能很好地传输水蒸气。
紧密型织物的优点在于制备工艺简单,主要是纱线和丝纤度的变化,制成的衣物悬垂性好,透湿性好。
但该织物耐水压较低,大大限制了它的应用范围。
(2) 层压织物层压织物又称粘贴薄膜型防水透湿织物,它是把功能性膜粘贴到织物上,此类织物按所用的功能性膜可分为三类:微孔膜型、致密亲水膜、微孔亲水结合膜。
粘合剂在此处也起到很重要的作用,粘合剂主要有两种:透湿型,可连续涂层;不透湿型,只能以网点式粘合,不至于破坏透湿性,此类织物最成功、最著名的是美国W.L.Gore公司的Gore-Tex织物[3],它是目前市场上公认的最先进的防水透湿织物,它是利用聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜与织物复合而成,由于该微孔膜的制备需要特殊的设备与工艺,产品加工难度大,成本高,成衣价格贵,其柔软性、悬垂性,不太令人满意。
(3) 涂层织物涂层法是指织物直接或间接地进行涂层,使织物具有防水性,透气性是通过产生微孔结构或使其具有亲水性而得到的[7]。
它可以分为三种类型:微孔涂层法、亲水性涂层法、微孔亲水结合法。
涂层织物的生产工艺的成本较低,亲水性涂层以水为溶剂,成本低,污染少,亲水性涂层可按传统工艺进行。
但涂层法以有机溶剂体系为主,溶剂回收设备费用较高,且易造成环境污染。
织物涂层处理后,悬垂性和柔软性变差,防水耐久性差,附着牢度差。
3 涤纶织物的拒水、拒油整理及其发展情况3·1 织物的拒水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,阻止液态水的透过,但仍然保持了织物的透气透湿性能,此类织物做成的服装,既有良好的防水性,又能较快地将体表汗液蒸汽排出,保持了服装干爽、温暖的感觉,从而大大提高了服装的舒适性,扩大了织物的应用范围,拒水整理织物首先用于生产军服、防护服,现在己广泛用于制作运动服、旅行包、旅行装、帐篷等。
国内、国际市场上对这类面料的需求正在逐年增加。
3·2 织物拒水、拒油机理根据润湿理论,液体润湿固体表面的能,采用铺展系数S表示:S=YS-YL/YSL由上式可得出以下结论:(1)固体表面能YS越大,S就越大,固体越容易被液体润湿,反之,如果固体表面能YS越小,S越小,固体越难被液体润湿,固体就具有抗拒液体润湿的能力。
(2)液体的表面能YL越小,S就越大,液体越容易润湿固体。
(3)固体与液体的界面表面能YSL 越小,S越大,水的表面能比较高,为72.6mJ/M2。
拒水材料的表面能必须比此值小。
油类的表面能一般在20-40 J/M2,拒油材料的表面能必须比此值小,所以,油的润湿能力远大于水,所以,拒油的物质一定拒水,而一般的涤纶织物,表面能远大于水和油的表面能,因此,为了使涤纶织物拒水拒油,就要在其表面涂一层低表面能的材料。
硅橡胶的表面能约为25mJ/m2,是比较理想的拒水材料,氟树脂的表面能约为5 mJ/m2,是比较理想的拒抽材料。
3·3 拒水、拒油整理剂由拒水拒油整理的机理可以看出,在涤纶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,就可以获得具有拒水效果的织物,且表面能愈小效果愈好,国内外生产和使用的拒水剂主要有以下几种:(1)石蜡-铝皂类,(2)吡啶季铵盐类,(3)羟甲基三聚氰胺衍生物,(4)硬脂酸铬络合物,(5)有机硅型,(6)氟烷基树脂类[10]。
前五类拒水剂有共同弱点:不拒油、不防污、耐洗性差。
近年来,含氟化合物在织物拒水、拒油、防污整理力面的应用正在发展中。
在纺织品拒水加工中,氟烷基化合物的实用化是在20世纪50年代,最早由美国杜邦公司进行氟聚合物织物拒水拒油整理的尝试,并率先发表了以四氟乙烯乳液作为织物拒水拒油整理剂的专利。
后来美国3M公司研制开发了以全氟羧酸铬的络合物为主要成份的织物整理剂,但很快被性能更好的含氟丙烯酸酯形成的聚合物所取代,并用于织物拒水拒油整理,推出的商品为Scotchguard,而后杜邦的Teflon,旭硝子的Asahi guard,大金工业株式会杜Unidync等相继问世[11],这些含氟拒水剂具有拒水、拒油性,而且不损害纤维原有的风格,因此得到了迅速普及推广,成为当今拒水剂的主流。
国外最早将有机氟树脂运用于尼龙、涤纶、涤/棉、棉等织物的拒水拒油整理报道较多,国内在拒水性方面研究也有一些报道。
3·4 荷叶效应在涤纶织物拒水拒油整理中的应用近30多年来,德国科学家通过扫描电镜和原子力显微镜对荷叶等2万种植物的叶面微观结构进行观察,揭示了荷叶拒水自洁的原理,并申请了专利。
根据荷叶效应(Lotus-effect)原理,德国科学家已经研制成功具有拒水自洁的建筑物表面涂料,而且从1999年开始上市销售,具有同样性能的瓦片也于2000年底上市销售。
具有荷叶效应的服装也正在研制中。
由于荷叶效应具有广阔的应用前景,并具有很高的商业价值,所以关键技术和原理都申请了专利,并严格保密。
荷叶效应的秘密主要在于它的微观结构和纳米结构,而不在于它的化学成分。
Holloway 于1994年对荷叶等植物的表面化学成分进行了分析。
所有植物表面都有一层表皮,表皮将植物与周围环境隔开。
所有植物的表皮主要成分都是埋置于多元酯母体内的可溶性油脂,因此,植物的表皮都具有一定的拒水性。
经过对2万种植物表面进行分析后发现,具有光滑表面的植物都没有拒水自洁的功能,而具有粗糙表面的植物,都有一定的拒水作用,在所有的植物中,荷叶的拒水自洁作用最强,水在其表面的接触角达到160.4°,除了荷叶外,芋头叶和大头菜叶的拒水自洁作用也很强,水在其上的接触角分别达到160.3和159.7[3]。
水在各种常用纤维表面上的接触角如下表1所示。
从总体上看,没有一种纤维使水在其表面的接触角大于90°所以可以说,常用纺织纤维都不具有拒水能力。
当然,更不具有拒油的能力。
通过研究荷叶效应的拒水自洁原理可知,具有高度拒水自洁的织物必须具备如下条件:(1)首先,使纤维表面具有基本的拒水性能(即水与其表面的接触角大于90°)。
对于这一步,可以以通过纳米技术、等离子处理技术和涂层浸轧技术达到。
(如:利用高温下有机过氧化)物等分解形成自由基,引发自由能较低的含硅或含氟的有机单体,对PET织物表面接枝改性。
(2)要使织物具有粗糙的表。
虽然织物表面本身是非常粗糙的,但这种粗糙结构是以纤维为最小单位,远大于纳米结构的要求。
拒水自洁织物表面的粗糙应是纤维表面的粗糙,该粗糙应达到纳米级水平。
因此,利用仿生学原理,将荷叶效应原理应用于涤纶织物的拒水拒油整理中,将可以研制出一种超强的拒水透气纺织品。
4 发展前景荷叶效应能够在理论上突破常规的拒水材科研制思路,将降低材料的表面能和产生微观结构的粗糙度结合起来,使织物的拒水、拒油性能提高,并使织物具有良好的透气性。