超低甲醛防缩树脂是具有多活性基团的树脂的初缩体,是很小的分子,能够扩散到纤维的无定形区内,高温焙烘后沉积于纤维大分子链段及基本结构单元间中形成化学键(共价交联)[2],即氢键,将相邻的纤维分子互相缠结起来,通过氢键或物理一机械作用,阻碍了分子链段的形变[3],改善了织物的缩水现象。
2.2 树脂用量对防缩整理效果的影响
棉织物的防缩整理即是纤维素与整理剂之间的交联反应,因此树脂用量对防缩效果是起着决定性的作用。采用4种不同的树脂用量,催化剂MgC12·6H2O 20% (对树脂质量),pH 4.5,170℃焙烘60 s对织物进行防缩整理,并测定整理后织物的性能,结果见图1~3。
图1 树脂用量对顶破强力的影响 图2 树脂用量对甲醛含量的影响 图3 树脂用量对缩水率的影响
由图1可知,随着树脂用量的增加,顶破强力逐渐降低,树脂与纤维分子间形成共价交联增多。当树脂用量低于40 g/L时,织物的顶破强力在300 N以上,不影响后续加工和织物的服用性能。
整理后棉织物上的甲醛主要是树脂中的游离甲醛以及未交联树脂中的羟甲基的反应释放出的甲醛,其中未交联的羟甲基是主要来源。从图2可以看出,在同样整理条件下,随着树脂用量的增加,棉织物上甲醛释放量随即上升,整理液中未反应的羟甲基数量也同样增多,但在一定用量范围内较低。按照GB18401-2010生态标准规定,中国纺织品甲醛含量应限定在75×10 (直接接触皮肤),而当树脂用量高于40 L时,甲醛含量超标。
目前,市场上对纯棉织物缩水率的要求是在3%以内。如图3所示,当树脂用量在40 g/L时,经纬向缩水率均合格。
综合考虑,树脂用量40 g/L较为合适。
2.3 催化剂用量对防缩整理效果的影响
在进行防缩整理时,选用适当的催化剂不仅能加速交联反应,同时对降低临界反应温度和缩短反应时间都有很大的作用。在低甲醛树脂整理中充分的交联,恰当地使用催化剂将有利于布面甲醛的进一步减少。常用的催化剂多为酸性催化剂,如金属盐类,从环保角度考虑,能被采用的金属盐仅为钠、钾、镁、钙和铝盐,为此,选用MgC12·6H2O作为催化剂进行试验。采用4种不同的催化剂用量,树脂40 g/L,pH 4.5,170℃焙烘60 s对织物进行防缩整理,并测定整理后织物的性能,结果见图4~6。