引言

随着人类对赖以生存的自然和生态环境越来越广泛的关注，人们对纺织品和纺织化学品在穿着和使用中的安全性问题，以及在生产过程中可能对环境造成的不利影响也越来越重视。人们对服装的要求除了追求穿着舒适和料理简便外，非常重视纺织品的安全性。纯棉高支府绸用作高档的衬衫面料受到人们的青睐，但其易皱、易缩水，为了提高纯棉高支府绸的产品档次，对其进行无甲醛免烫整理显得尤为重要。

用于织物防皱免烫整理的防皱整理剂品种较多，目前大多应用的是酰胺和甲醛的初缩体，特别是二羟甲基二羟基乙烯脲（2D）及其衍生物，这类防皱整理剂整理后的织物，虽然有较好的防皱免烫效果，但整理后的织物上含有游离甲醛，对人体健康带来危害，国际上对织物含游离甲醛残留量的标准越来越严。本文选择1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）和聚马来酸为抗皱主体，以氧化锌包覆纳米二氧化钛固体超强酸为催化体系的性能和应用工艺作一些探讨。

一、无甲醛免烫整理剂

多元羧酸无甲醛整理剂用于棉织物整理，在60年代中期就有人研究。80年代后期至90年代初，Welch、Andrews BAK、Yang等人研究用磷酸盐作为多元羧酸与纤维素分子之间发生酯化反应的催化剂，取得了一定的效果。其免烫性能有所提高，耐洗牢度得到改善，即使在碱性条件下洗涤，酯键也不易水解。这一突破促使多元羧酸作为无甲醛整理剂的开发和研究取得了进展。多元羧酸的品种较多，已研究用于织物的有十多种，其中研究得最多，整理效果最为突出的是1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）。

BTCA是一种白色晶体，易溶于水。其水溶液呈酸性，不含任何游离和结晶态的甲醛，用四羧酸丁烷（BTCA）整理织物不易泛黄，色变较小，弹性好、耐洗，但成本较高（价格约是2D树脂的十倍）。BTCA与纤维的反应历程为,BTCA脱水成酐，然后与纤维分子发生酯化反应,在纤维大分子之间产生交联作用。

此外也有采用聚马来酸（PMA）、柠檬酸（CA）为整理剂的。马来酸酐在轧-烘-焙的工艺中能自身聚合，同时在催化剂作用下还能与其他单体共聚，或与纤维上的-OH和-NH2交联；柠檬酸（CA）是α-羟基酸，在分子结构中含有羟基，在焙烘过程中，一方面羧基脱水成酐，同时，羟基与临近的碳原子上的氢受热脱去而成乌头酸（丙烯三酸），并可进一步脱去二氧化碳形成衣康酸（甲叉丁二酸），乌头酸和衣康酸都是不饱和酸，由于它们分子结构中不饱和链的存在，在加热焙烘过程中，使织物泛黄变色。采用聚马来酸和柠檬酸混用，一方面可提高防皱效果，另一方面也可降低织物的黄变。

本文选择1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）以及聚马来酸和柠檬酸（TMPA/CA）作为交联剂进行试验。

二、催化剂

1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）以及聚马来酸/柠檬酸（TMPA/CA）对织物进行防皱免烫整理，关键是催化剂的选用。目前BTCA的整理能取得进展，主要是催化剂或混合催化剂的不断改进。已研究过的催化剂包括强酸、碱类和磷酸盐等。以强酸为催化剂，织物的强力损失很大；以碱为催化剂，强力损失可有所改善，但防皱免烫效果比不上DMDHEU（2D树脂）；以各种磷酸盐为催化剂，其中以次磷酸钠效果最好，但其价格较高，用量也不低，对于染色织物整理会产生色变，特别对硫化染料和部分活性染料，色变更严重，加上含磷化合物排放至江河湖海，易造成富营养化，污染水源。因此选用合适的催化剂是关键，我们选用氧化锌包覆纳米二氧化钛固体超强酸为催化剂，为织物防皱免烫整理提供了新的催化剂来源。

纳米材料具有表面积大，表面活性中心多，吸附能力强等性能，是一般材料所不能比拟的，因此选用纳米材料作催化剂，其催化活性成倍提高，催化反应的温度也可降低。

三、试验准备

3．1织物

经退浆、煮练后的80/2×80/2 130×80全棉府绸半制品。

3．2整理剂

1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）+氧化锌包覆纳米二氧化钛固体超强酸；

聚马来酸和柠檬酸（TMPA/CA）+氧化锌包覆纳米二氧化钛固体超强酸。

3．3整理前织物洗涤工艺

2g/l洗衣粉（40～50℃，5min）→冷水洗5min→热水（40～50℃）洗5min→冷水洗5min→烘干（80～100℃）→测试空白数据

3．4实验仪器

JMU507T型台式轧车；数式恒温干燥箱EB2494烘蒸两用机；YG542织物折皱弹性仪。

3.5测试方法

织物断裂强力：按GB/T 3923.1-97标准测定

折皱回复角：按GB/T 8319-1997标准测定

四、试验结果与讨论

4．1试验方案

4．1．1处方

整理液浓度60～90g/l。

4．1．2流程及条件

浸轧整理液（轧余率80%，室温）→烘干（T℃）→焙烘（T℃，t）→后处理。

4．1．3试验方法

采用正交试验方法，选取1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）+氧化锌包覆纳米二氧化钛固体超强酸，和聚马来酸和柠檬酸（TMPA/CA）+氧化锌包覆纳米二氧化钛固体超强酸整理剂的用量，预烘温度，焙烘温度，焙烘时间四个因素进行试验。

试验因素-水平表

4．2结果分析

4．2．1试验结果