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高效拒水剂市场潜力待开发

来源:中国纺织报 发布时间:2018年04月04日

如今,许多应用场合都要求非织造布经过拒水整理以确保其性能,例如建筑用防水材料、一次性医用防护品等。

近两年来,尽管新型拒水剂的品种开发甚少,整理工艺的进展也没那么引人注目,但其市场却在快速蔓延。例如,涂层整理中,为防止涂层浆渗透到织物的背面,拒水整理作为基布的预处理而广泛地应用;涂层后再经拒水整理,以增加织物的功能性;拒水整理与摩擦轧光结合,可开发出拒水织物;拒水整理与阻燃整理结合后,能产生出具有拒水、阻燃两种功能的织物,为处在特殊环境下作业的人员,提供具有安全感的服装面料。

需要注意的是,现有的非织造拒水性能测试方法尚不完善,仍要改进和提高,并尽快使之标准化,特别是拒水整理织物的产品标准,尚未引起行业内相关人士的注意。随着我国经济建设的发展,各方面对这类织物的需求量都在增加,不同用途织物对拒水性能的要求也不同,寻找最佳的拒水整理工艺,已成为当前的重要研究课题。


拒水整理剂吸附固着成膜法效果好

据南京工业大学教授王然介绍,目前,改善非织造布纤维表面润湿性能的方法有两种,一是通过纺丝阶段纤维改性获得吸湿、润湿性能;二是通过后整理的方法对纤维的表面进行改性,从而获得吸湿、润湿性能。

王然表示,纺丝改性是在合成纤维制造过程中使纤维具有拒水性能的工艺。纤维改性后一般都会具有良好的拒水性能,而且效果均匀持久,应用方便。但有时会对纤维的物理性能产生影响,改变纺丝的工艺过程,加大纺丝的难度。纤维表面拒水改性后整理处理法是对纤维或织物的表面进行拒水性整理,处理的实质是要在纤维或织物表面涂上一层拒水性化合物,使其在基本保持纤维原有特性的情况下,能够增加纤维的吸湿性和吸水性,以达到提高纤维表面拒水性能的目的。

上海新彩虹非织造产品有限公司是一家非织造卷材生产企业,该公司超过90%具备拒水功能的非织造产品都销往欧美市场,备受好评。据公司技术经理赵西林表示,对非织造材料进行拒水整理,可采用拒水整理剂吸附固着成膜法对非织造布进行拒水处理。“这是一种将拒水整理剂均匀而牢固的附着在纤维表面从而形成拒水性的整理方法,也是近年来对合成纤维织物进行拒水性整理的主要加工方法之一。在这种方法中,应选择既含有拒水基团又含有交联反应官能团的整理剂进行整理,其中的拒水链段提供拒水性能,而交联反应官能团则在纤维表面形成薄膜,从而提高整理剂的耐久性能。”赵西林说道。

金华天蓝无纺制品有限公司总经理王义虎对于非织造材料拒水工艺整理也有自己独到的见解。他认为,可选择让含有拒水基团的水溶性聚合物与一个合适的交联剂组成一个体系,控制交联剂与水溶性高聚物的反应程度,从而使水溶性高聚物的一部分拒水基团保留在纤维表面,使纤维的拒水性得到改善。常用水溶性聚合物一般为聚丙烯酸、聚乙烯醇、水溶性纤维素、可溶性淀粉等。而交联剂则是能够与活泼性基团如氨基、羟基等发生反应而交联的物质,如2D树脂等。王义虎表示,这种方法除了用于常规拒水整理外,更多的用于高吸水性产品的整理加工。


高拒水剂性能好用法多备受关注

高拒水剂是近年来非织造拒水工艺十分受关注的新型辅助材料,由于高拒水剂为交联型物质,故不能采用加热融化和溶剂溶解的加工方式。

安徽工程大学教授孙妍表示,当前,大多数国内外非织造企业采用的加工方式都是先将高拒水剂研碎成粉末,然后均匀涂抹在基料表面,再用一层基料盖住,使高拒水剂夹在两层基料之间。但是,该拒水剂只有阴离子和非离子两种类型,其中阴离子拒水剂的拒水倍数虽高,但耐盐性较差;而非离子型高拒水剂的拒水速度轻快,耐盐性也较好,但是拒水能力较低。因此,通过这两种方式生产的高拒水性能产品实际并非“高性能”。

高拒水非织造布的吸液性能除了与所选择的工艺路线、主体纤维配比有关外,与高拒水剂的浓度也有很大关系。“从高拒水非织造布的性能来看,高拒水剂的浓度越高越好,但是碍于高拒水剂本身的性能及生产工艺的限制,高拒水剂的浓度不能太高。因为浓度过高会使高拒水剂形成冻胶状,无法在生产工艺中使用,而且也会增加成本;浓度过低则达不到预期的目的。目前国内企业采用的高拒水剂的浓度多数在0.05%左右。”王然说道。

王义虎表示,通过他多年生产经验,他认为可以配合采用共聚和聚合体反应等方法,使拒水集团多样化,或通过混合和复合的方法,达到兼顾耐盐性、吸收速度和吸收倍数的目的。此外,如果将高拒水剂的制造过程和拒水性非织造产品的加工过程结合起来,也是一种方便、有效的加工方式。例如,淀粉接枝丙烯酸型高拒水剂在水解之后,可以比较容易涂到纤维类基质上,且烘干后不溶,因而可以采用类似于经纱上浆的浸渍加工方式。又如交联聚丙烯酸类高拒水剂,若在聚合时不加交联剂,而在浸渍、涂层加工时再加入交联剂和促化剂,然后就可以在烘燥过程中进行化学反应完成交联。理论上讲,这种加工方式可省去分离、烘干、粉碎和制取分散液等工序,从而降低成本。


拒水整理应同时加强易去污性能

一般来说,根据物质表面能的大小,可以选择石蜡、硅氧烷、含氟化合物等作为非织造材料的拒水整理剂,为了保证拒水效果及耐久性,整理剂应与织物具有较强的结合力。在整理剂分子上引入能与织物形成化学键的基团是目前较常用的方法。多位业内人士十分看好有机硅拒水整理方法。

孙妍表示,该类方法是目前经过国际认证的最佳拒水整理方式。对于该工艺的原理,孙妍这样解释到:经有机硅拒水整理后,会在非织造布的表面覆盖一层聚甲氢基硅氧烷的乳液状薄膜,其氧原子指向纤维表面,而甲基则远离纤维表面呈定向排列状。有关研究发现,有机硅聚合物在纤维表面适当的定向排列是其具有拒水性的必要条件。有机硅拒水整理技术目前仍旧处于实验室阶段,但重点实验数据已经相对完善,聚甲氢基硅氧烷与乳化剂的最佳混合比例为3∶7,烘干温度不得低于150℃时,拒水效果最好。据了解,德国一家车用生产企业已经与下莱茵大学合作进行实验性生产。举例来说,日本三菱重工业公司研制出了一种具有防水透气功能的高技术树脂,只要将这种称为形状记忆聚合物的液态材料涂于面料表面,面料就不会透水,但湿气仍能从里向外透出,非常适合制作雨衣等功能性服装。该形状记忆聚合物的防水透气功能与人类的汗毛孔相似,十分具有发展前景。

王然同意这一观点,但他同时也表示,衡量非织造材料拒水整理效果的好坏,除了将润湿难易的程度作为判断标准外,还要对其防止水份透过的能力做定量的分析。防渗能力除了取决于纤维的界面张力变化、几何形状和粗糙度以外,非织造布毛细管间隙的大小对水的渗压也有很大的影响。因此,在进行非织造材料拒水整理的同时,也要及时融入拒污特性。

对非织造材料进行易去污整理的目的主要是使疏水性纤维上的油性液体污垢易于被除去,又因为液体污物常常作为颗粒的载体和胶结剂,若液体污物易于洗去,则颗粒也容易去除。广东米缇不织布有限公司总经理刘林杰表示,易去污整理剂应当具备5项性能:干态下具有低的表面能,表现出良好的拒水拒油性能;湿态下具有良好的可湿性能;具备良好的耐水洗性能;具备良好的耐干洗性能;不影响非织造布原有性能,无毒,对环境和人体友好。拒污整理与拒水整理功能结合,可以明显提升非织造织物的整体性能。


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