摘要】作者首先分析了各种非交联性处理剂对纤维的处理方法和结合牢度，并从分子间力进行机理探讨，最后通过试验验证。
【关键词】不溶物 非交联 固着机理
1 引言
通常以为，能与纤维发生化学交联的织物处理剂如：活性染料，反应性树脂，交联剂等，都有良好的耐洗牢度。
但事实并不完全如此，活性染料由于多种原因，它的水洗色牢度，不够理想；能与纤维素纤维发生交联的2D树脂，在常态下也会分解而释放甲醛。而有一些非交联性处理剂，在纤维上的固着牢度却是很好。非交联性处理剂在织物上的固着机理，有研究价值。
2 非交联性处理剂简介
还原染料、不溶性偶氮染料、酞菁染料…；棉布普鲁本（Proban）阻燃、真丝锡增重、有光人丝消光、兔羊毛防掉毛、织物上蜡、涤纶氰醛抗熔融；还有钛氧烷溶胶-凝胶抗菌整理[1]，等等。都属于牢度很好的非交联性固着处理剂。
3 处理方法与结合牢度实例分析
3-1 还原染料
还原染料用烧碱保险粉还原，隐色体溶于碱性水溶液，染色、氧化。水洗色牢度：蒽醌型大多是4-5级、5级。
隐色体分子上有氢键，有可溶性基团，和直接染料类似；纤维亲和力测定数据，两者都是3-5千卡/克分子。但上染速率和上染率，还原染料要比直接染料高得多。有人认为：关键或许在‘有机阴离子’。也有人认为：隐色体在染液中缔合度2-3，对染色是否也有影响[2]。还原染料与直接染料的不同上染率和色牢度差异，单纯用氢键理论，很难解释。
3-2 可溶性还原染料[3]
把还原染料还原成隐色体，与氯磺酸反应生成隐色体硫酸酯钠盐，成为可溶还原染料。
按说，它与还原染料隐色体具有同等的氢键基团、范德华力和阴离子体，只有水溶性基团不同，（-ONa，与-OSO3Na）。水溶性好的,上染率低。但固着后的色牢度相同。
3-3 不溶性偶氮染料
不溶性偶氮染料的色酚钠盐溶于水。分子上有氢键基团，有直接性。但分子量小，活泼，上染率较低。与色基的重氮盐偶合生成的不溶性偶氮染料。耐洗牢度大多为4级。
快磺素：凡拉命蓝(色基重氮盐)，与碱性亚硫酸钠反应，制得稳定的凡拉命磺酸盐。棉布印花汽蒸时磺酸基被中性红矾氧化成硫酸酯钠盐，则与色酚快速偶合。
快色素，快胺素：应用原理类似，染色牢度都与两步法偶合结果相同[4]。
3-4 酞菁染料
酞菁素加助溶剂溶解，与水溶性金属离子络合物组成工作液。织物浸轧，烘干，焙烘生成不溶性酞菁蓝。
酞菁素渗入棉纤维，烘干时缩聚成为含氢酞菁。在焙烘时,水溶性络合物中的铜离子被释放,与含氢酞菁中两个仲胺基上的氢发生置换，并与另两个叔胺上的孤电子对共享、成八偶体螯合，艳蓝色，皂洗色牢度5级[5]。
3-5普鲁苯（Proban）阻燃
四羟甲基氯化磷（THPC）与尿素反应可得水溶性预缩体。
织物浸轧予缩体工作液→烘干→氨熏，NH3与预缩体中的羟甲基交联，在纤维内部形成聚合体。织物再经双氧水氧化，生成不溶物。处理织物阻燃效果好，可耐50次皂洗[6]。
3-6 硫酸钡处理
在兔羊毛针织衫防掉毛或有光人丝织物消光处理时，织物先用5-10%氯化钡水溶液浸渍20-30分钟，脱水，烘干，然后用3-7%的元明粉水溶液处理10-20分钟[7]。
处理后，兔毛表面有微小颗粒，粒径0.5微米上下。人丝则为填充，均耐洗。
3-7 氰醛防融整理
纯涤纶低弹长丝针织物，整理液配方：氰醛树脂（1:3.3个羟甲基）140g/L，酒石酸铵10g/L，十二烷基苯磺酸钠5g/L,平平加2g/L,消泡剂50-200ppm。整理工艺： 织物浸轧→卷蒸101℃×2小时→水洗→脱水烘干→热定形。
整理后,氰醛在涤纶纤维表面生成树脂膜。不加平平加的，树脂膜呈蛇皮状。加平平加的，呈透明状。融点测试观察：蛇皮状的，295℃时纤维熔融，从膜间隙中流出[9]，加平平加的，410℃时纤维熔而不断。树脂膜对红外有屏蔽功能，但未改变纤维融点，耐洗20次[8]。
3-8 钛溶胶抗菌整理
将钛酸四丁酯的醋酸溶液滴加到含有盐酸的乙醇液中,制得钛氧烷凝胶。棉织物浸轧抗菌剂烘干，焙烘。整理织物具有广谱抗菌功能，抑菌率99%，耐洗50次[1]。
3-9 二氧化钛抗紫外整理[10]
将钛酸正丁酯与冰乙酸混合，滴加到盐酸水溶液中，加热，冷却后成为TiO2水溶胶。用碱中和至出现大量白色胶状物，pH 4-6。处理工艺：TiO2水溶胶→浸轧→预烘→焙烘→水洗→烘干。用TiO2水溶胶2%时，紫外线屏蔽效果可达90%以上，（作者未测耐洗牢度）。
3-10 高分子粘合材料
低压聚乙烯热熔粘合；氧化聚乙烯柔软处理；醋酸甲壳质涂料印花或作防水整理添加剂[11]；有机硅柔软剂；都是一些不与纤维交联而能结合在纤维上的成膜处理剂。
粘合材料的无机性值越小，耐水性就越好[12]。成膜的，膜中残留表面活性剂越多，越能吸水，湿处理牢度越差。
3 机理探讨
对不溶物非交联固着机理的探讨，我们根据表面现象，先从分子间力中去寻找“合理的解释”，而后再通过试验求证（证伪）。由于学识有限。错误之处，敬请各界批评指正。
3-1 基础理论
3-1-1 分子内的键能
分子中原子间的结合，可分为共价键、离子键、配位键、金属键四种。
相同元素结合的分子，属于共价键结合，偶极距等于零，分子呈非极性[13]。
电负性差别大的元素，两个原子间的结合，分子呈极性。有电子转移的为离子化合物，离子键的作用力强，无饱和性，无方向性。有机化学中，C-H 也称共价键[14]。原子间的化学结合，键能大多在300-400kJ/mol。
3-1-2 氢键
氢原子与电负性很强的原子结合，氢原子有失去电子而成为质子的倾向。而电负性强的原子则几乎独占共用电子对，使成为孤对电子。几乎成为质子的氢原子与另一个分子中拥有孤对电子的原子靠近时，发生氢键结合。含质子H的分子或基团，都能产生氢键。氢键具有稳定性、方向性、饱和性，还具有动态可逆性，对外部环境的剌激具有独特的响应性。
氢键既可以存在于分子之间，也可以存在于分子内的基团间[14]。键能一般为5-30kJ/mol，属于‘弱键’。大分子上多个氢键结合，可以改变物质的物性，纤维素纤维、蛋白质纤维的晶区，是氢键作用的表现。对物质的强力，溶胀以及可染性产生影响。
在极性溶剂中，如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。
3-1-3络合键
络合键也称配位键，余价键。络合键可以存在于分子内的基团间，也可以在分子间。
离子化合物与极性化合物络合：氯化镁有6个结晶水，表示方式为Mg[(H2O)6 ]2+ -2Cl-，离子与水是定量结合，驱除结晶水要高于水的沸点，它体现了络合键键能[18]。
离子化合物与非极性分子络合：碘是非极性分子，不溶于水，但溶于碘化钾溶液。在钾离子诱导（感应）下，碘分子被极化而络合成K（I2）+I一。被络合的碘，还可以释放改与淀粉络合（分析指示剂，终点呈蓝色）。络合键有稳定性、方向性、饱和性，具有动态可逆性，对外部环境的剌激具有独特的响应性，与氢键性质相同。但不含‘氢’原子。
3-1-4色散力
教材中对色散力的描述，“色散力存在于一切分子之间。在分子接近时诱导产生偶极矩”，可以结合，也可以不结合，瞬时变化，概由外界条件决定。现时尚无测试手段。
3-1-5范德华力
范德华键可以解释烃类间的作用力，烷烃是非极性物质（甲烷、汽油、火油、石蜡…），分子量越大，粘度越大，沸点越高，范德华键能。可以通过气化热，求得。
范德华力与分子极性大小无关；分子链越长，分子间距离越近，范德华力越大。
4 不溶物固着机理探讨
4-1 结合力：
4-1-1染色：氢键在染料与纤维接触、结合过程中起定向作用。氢键与范德华键都是弱键，在色散力的作用下，结合呈可逆性。染色达到动态平衡时，如将水份蒸干（烘干）或将水溶性基团变为不溶，染料就固着在纤维上。固着后，凡不溶于水也不水解的，固着牢度就好。
4-1-2自缩聚处理剂：普鲁本，酞菁素，防融氰醛，分子量都不大，且都有氢键基团。小的可进入纤维内部，大的在纤维表面。发生缩聚后，物性如果不溶于水，固着牢度极好。
4-1-3溶胶-凝胶类：有机硅或有机钛的自缩合低聚物，都可以用作（溶胶-凝胶）整理剂。钛酸四丁酯溶解在酸性乙醇中，缓慢生成聚钛氧烷，聚合度大多在11以下，溶于醇。二丁氧基钛氧链的端羟基，可与纤维素结合，焙烘时端基失水缩合，形成不溶物。
4-2 固着位置：
纤维素纤维的孔穴大小是(24-49Ǻ=)2.4-4.9nm；所以，大于这一尺寸的处理剂，不能进入纤维素纤维的非晶区。
有试验说明：聚乙二醇可以进入非晶区，但其分子不应超过非晶区孔隙大小的1/3，Mw大于414的不能进入。可以认为，即使纤素纤维在水中吸水膨胀后非晶区扩大一倍左右，但是数均分子量在1000以上的聚合物，很难有渗入纤维的可能。
4-3 关于催化剂概念：
非交联处理，无需催化剂，但在用聚醚酯作涤纶防静电处理时，氯化镁不仅可以增进防静电效果，还能提高防静电的耐洗性。也有人提出：氯化镁能与纤维素形成稳定络合物[17]。这些把有氢键或余价键作用的化学品，视作“催化剂”的观点。正在引起人们的注意。
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