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真丝绸的聚氨酯弹性整理

来源:印染在线 发布时间:2015年04月17日

1.前言

真丝绸以其优良的服用舒适性和独特的风格,深受人们的喜爱,但它的最大的缺点是形态稳定性差,即在服用过程中容易起皱,尤其在洗后起皱变形更严重。

目前,非甲醛的整理剂,如多元羧酸类化合物对棉织物的整理已取得较大成功,并涌现出不少“免烫”产品。对真丝绸的弹性整理虽也进行了不少研究,但尚未达到高水平。如用环氧树脂、有机硅、多元羧酸类对真丝绸进行整理后,可大大提高织物的干弹性,但提高湿弹性不多。而且对真丝绸的风格影响较大,使手感酷似涤纶,吸湿性大大下降。

为此,我们对真丝绸的非甲醛弹性整理进行了深入的研究,力图在不损害真丝绸优良性能的前提下,提高其形态稳定性。结果发现聚氨酯树脂具有良好的效果。

聚氨酯整理的原理是:聚氨酯预聚体处理到纤维上后,能在纤维上形成具有弹性的聚氨酯薄膜,并可能与蛋白质分子中的羟基、胺基和羧基等反应,从而提高了整理剂和纤维的结合能力。

2.实验

2.1.材料:

织物:双绉、素绉缎、桑波缎(练白和印花绸)。

药剂:整理剂(聚氨酯树脂),催化剂(碱土金属卤化物),柔软剂等。

2.2.整理方法:

预先称重的织物浸轧整理液(二浸二轧,轧液率为100%左右),然后预烘,最后焙烘。

2.3.测试方法:

干折皱回复角:按GB3819—83垂直法规定进行。

湿折皱回复角:试样平摊在钢丝网上,以1g/L平平加溶液(40℃)浸润5min取出,夹在两层滤纸间,用1kg重圆柱体来回滚动两次,代替GB1819—83中“5.试验用大气”,其余均按GB3819—83进行。

断裂强度:按GB3923—83条样法规定进行。

白度:用白度指数WS表征,采用CE—3000型分光比色仪测试。

透气性:按GB5453—85《织物透气性试验方法》的规定进行。

3.结果与讨论

3.1.整理剂:

织物用聚氨酯整理液处理后,折皱回复角明显增大,表明聚氨酯树脂能提高纤维大分子之间的结合力,减少滑移,从而提高了织物的抗皱性能。

表1聚氨酯用量对真

丝绸折皱回复角的影响

聚氨酯浓度%

空白

0

6

20

30

50

95

折皱回复角

急弹

187

198

218

242

249

250

256

缓弹

238

258

263

282

289

290

293

[pagebreak]

注:催化剂的用量按比例增加。

如表1所示,随着聚氨酯浓度的增加,织物的折皱回复角(WRA)不断增加,说明丝纤维与聚合物分子间的结合力随之增加,并在聚氨酯浓度到一定值时,基本达到平衡。一方面是由于聚氨酯具有较高的分子量,不能进入纤维的无定形区,只能与纤维有限的裸露基因反应。另一方面,聚氨酯当浓度高时,会在织物表面形成较厚的整理层,不利于织物回弹性的提高。

3.2.催化剂:

聚氨酯树脂与真丝绸的反应速度较慢,采用酸性催化剂可加速反应的进行。本实验试验了几种催化剂,发现碱土金属卤化物的催化效果较好。

表2催化剂与真丝绸折皱回复角的关系

催化剂

WRA

焙烘时间(分)

2

4

6

8

A

急弹

228

275

225

271

223

269

202

251

缓弹

B

急弹

218

263

231

282

227

277

214

264

缓弹

C

急弹

—

230

275

—

—

缓弹

原样

—

194

238

—

—

表2是三种碱土金属卤化物催化剂对真丝绸回弹性的影响。由此看出:A、B、C三种催化剂中以催化剂B的催化效率最高,且能获得较好的手感。

3.3.工艺条件:

3.3.1.浸轧方式:

整理时浸轧方式不仅对整理液的渗透及织物的带液率影响很大,而且还会影响到弹性整理的效果。

表3浸轧方式对真丝绸折皱回复角的影响

浸轧方式

WRA(急/缓)

增重率%

水洗前

水洗后

一浸一轧

254/288

—

12.2

二浸二轧

261/294

242/274

13.2

一浸一轧→烘干→一浸一轧

258/288

246/278

17.2

从表3的数据可见,二浸二轧比一浸一轧效果好;而两次一浸一轧中间加一道烘干,使织物的增重率显著提高,有利于反应的进行,是较理想的浸轧方式。

3.3.2.焙烘条件

在弹性整理中,焙烘温度和时间是关系到整理织物各项性能的重要条件。本

实验采用不同的焙烘温度、时间对真丝绸进行整理,观察其对整理绸折皱回复角、白度、强力的影响。从实验中,我们发现适当提高焙烘温度,可提高真丝绸的折皱回复角。然而当焙烘温度、时间足以使反应完成时,继续提高温度或延长时间对抗皱效果无明显影响。温度过高,时间过长,会造成纤维大分子链的断裂,反而使织物的折皱回复角降低。同时,还会引起织物白度、强力等物理性能的下降。如经170℃焙烘的整理绸比130℃焙烘的整理绸白度低10度以上,强力也下降10%以上。从实验数据看,高温短时间焙烘和适当降低温度、延长时间焙烘的整理绸折皱回复角相近,但前者的白度和强力明显不如后者。由此看来,整理时焙烘温度宜适当降低。

3.3.4.添加剂

①.柔软剂

经弹性整理后的真丝绸为达到令人满意的手感,还需要进行柔软处理。真丝弹性整理对柔软剂的要求是:既要改善真丝绸的手感,又要对真丝绸的弹性无损害,甚至有增进的作用,同时还不能影响真丝绸的吸湿透气性。本实验对多种柔软剂进行了测试,结果如下:

表4柔软剂对真丝绸折皱回复角的影响

柔软剂种类

空白

1#

2#

3#

4#

5#

折皱回复角

急

256

257

252

228

252

248

缓

287

295

288

264

286

283

毛效(cm)

9.4

6.5

5.2

—

0.2

4.0

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从表4可见除3#外,其他几种柔软剂对聚氨酯弹性整理的效果均无明显影响,但多数柔软剂使真丝绸吸湿性显著降低。如真丝绸经4#柔软剂处理后,基本丧失吸湿性。比较而言,1#柔软剂——氨基硅油的效果较好,这可能是由于氨基硅油具有亲水性基团的缘故。因此,可选择1#氨基硅油柔软剂作为真丝绸弹性整理的柔软剂。

②.其它添加剂:

为进一步增进弹性的效果,本实验还选用了一些添加剂,如辅助交链剂、硬挺剂等。

a)辅助交链剂:一般可用具有双官能团或多官能团的小分子化合物作为辅助交链剂。因为它们可进入纤维内部,并在高温和催化剂的作用下,发生自身或与聚氨酯及丝

纤维的交联反应,从而有利于真丝绸弹性的提高。

b)硬挺剂:经氨基硅油柔软后的真丝绸滑腻有余,但身骨不足,故可加入硬挺剂来调节手感。从实验看,加入少量的硬挺剂不仅使真丝绸手感滑爽,且可使真丝绸的折皱回复性略微提高。但若加入量过多,则会使防皱效果降低。

③.整理品的物理性能

在多次试验和反复摸索的基础上,我们初步确定了一整套真丝绸弹性整理的工艺,并选择三种常见的真丝绸:双绉、素绉缎和桑波缎进行大样试验,整理品的物理性能测试如表5。

表5整理品的物理性能

织物

折皱回复角

断裂强度(N)

毛效(cm)

透气性(l/m2·s)

干(度)

湿(度)

双绉

原样

199/243

144/182

400

6.45

863

整理

251/290

178/228

1355

5.65

829

素绉缎

原样

199/244

156/196

521

8.8

1554

整理

219/271

205/251

482

8.25

1265

桑波缎

原样

199/243

176/206

816

5.75

925

整理

253/293

189/228

745

10.0

868

注:1.毛效为30min数值;2.强度、毛效均为径向值

从大样的数据看,在既定的整理工艺下,三种真丝绸的折皱回复角均得到不同程度的提高。干折皱回复角最高可提高50度,最低也可提高22度。另一方面,整理对真丝绸其它的物理性能影响不大,强力仅不降了10%左右,毛效基本不变,透气性下降很少(均在800l/m2·s以上)。

4.结论

4.1.聚氨酯作为一种真丝绸弹性整理的非甲醛整理剂,能有效地提高真丝绸的干、湿折皱回复性,最大可提高50度以上,使真丝绸防皱效果明显。

4.2.真丝绸经聚氨酯整理后,强力、毛效、透气性等物理性能变化不大(保留率均在原织物的90%左右),较好地保持了真丝绸的原有风格。

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5.参考文献

1.陈克宁等.新型无醛整理剂ACT的整理工艺及原理研究.《印染》1995;(4)p9~13

2.叶金兴译.真丝织物用BTCA抗皱

整理.《丝绸》1995;(4)p53~56

3.用多羧酸进行无甲醛耐久压烫整理.《丝绸》1995;10



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