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2.6 常用整理剂及其应用——织物防皱整理——纺织品整理工艺学

时间:2016-11-28 14:05来源:未知 作者:admin 点击:
2.6 常用整理剂及其应用 一 分类 用作整理剂的合成树脂种类很多,按大类分热塑性和热固性,热固性树脂在常温下是固体,在加热循环过程中引入了化学反应,因此其物理和化学性能都
§2.6 常用整理剂及其应用

分类

用作整理剂的合成树脂种类很多,按大类分热塑性和热固性,热固性树脂在常温下是固体,在加热循环过程中引入了化学反应,因此其物理和化学性能都发生了改变的一类树脂。两类树脂在加热冷却循环过程中的最大差异是前者引入了化学反应,而后者仅是物理性质的改变。目前用于纤维素纤维织物的抗皱免烫整理剂大多为低甲醛或超低甲醛释放量的改性N-羟甲基酰胺类整理剂;而非甲醛整理剂,如:多元羧酸类—— 丁烷四羧酸(BTCA)、柠檬酸(CA)等;二甲基脲与乙二醛的缩聚物(DMeDHEU)、乙二醛、戌二醛、4、5-二羟基乙烯脲(DHEU)等,也进行了研究开发。下面分别列举一些商品化的整理剂。

   低甲醛、超低甲醛整理剂 [本文来自服装学习网fuzhuangxuexi.cn]

抗皱免烫整理技术开发以来,整理剂生产商和纺织化学研究者共同对降低加工织物释放甲醛量进行了大量工作,并取得了较大进展,目前能用于纤维素纤维纺织物、并符合Öko-Tex 100标准的抗皱免烫加工的国外整理剂如表5-2所示。
2-2  低甲醛和超低甲醛整理剂(符合Öko-Tex 100标准)
名    称 生产单位 名   称 生产单位
Resin 2D SAT化工 Knittex FEL、FST Ciba精化
Fixapret FR-8、CM BASF Drywear 560、554 【内容来自fuzhuangxuexi.cn】
        DV 95242
Rotta
Fixapret ECO BASF Protorez BLF-C Sybron/Tanatex
Arkofix NDF conc、NFL Clariant Quecodur SLF conc Thor
Arkofix NEC Plus conc Clariant Quecodur SLF plus Thor
Arkofix-NKC(配套催化剂NDS) 【摘自fuzhuangxuexi.cn】
      NK-LN(催化剂NKS)
Clariant Serirez WLF Plus Yorkshire Chem
Arkofix NK-3 (催化剂NK-3C) Clariant Reaknitt FF CHT
Knittex FPR Ciba精化    
 

    上述整理剂中主要成分是N-羟甲基酰胺化合物,与纤维素纤维反应,示意式如下:
    HOH2C-X-CH2OH+2Cell-OH → Cell-O-CH2-O-Cell+2H2O [本文来自服装学习网fuzhuangxuexi.cn]
整理剂在纤维素分子间形成醚键交联结构,使织物达到防缩抗皱免烫效果。
    经N-羟甲基化合物整理的织物,其释放的甲醛主要是纤维素纤维吸附的游离甲醛以及未与纤维素交联的N-羟甲基化合物等成分的水解或分解而产生的甲醛。还有与纤维单端交链的N羟甲基化合物的水解。经低甲醛整理剂整理后,织物上甲醛存在的形式很复杂,其主要成分可归纳如下:
    (1)CH2O(吸附甲醛);
    (2)>N-CH2OR(R为H或CH3);
    (3)>N-CH2O-Cell;
    (4)>N-CH2-N< 或 >N-CH2-O-CH2-N<;
    (5)Cell-O-CH2-O-Cell;
    (6)Cell-O-CH2-X-CH2-O-Cell等;
    从上式所列的几种甲醛释放形式中可看出,(1)是吸附甲醛,最容易释放,其次是相对容易水解的是未与纤维素反应的交联剂(2)、自身缩聚物(4)、仅与纤维发生单端反应的(3)。而真正能提供抗皱免烫性能的是(5)和(6),其中(5)的数量是极其有限的。整理后织物上吸附甲醛(1)的数量与N-羟甲基酰胺整理剂中游离甲醛含量有关,而(2)、(3)、(4)的水解趋势主要取决于邻近N原子的电子云密度高低。基于以上分析,在实际加工中应优化整理工艺参数,尽量减少减少(2)、(3)、(4)的生成量,提高交联反应(6)程度,以降低织物上甲醛的释放量,并有效地提高抗皱免烫性能。 [本文来自服装学习网fuzhuangxuexi.cn]
    降低整理织物释放甲醛量行之有效措施归纳如下几点:
    (1)选用醚化改性N-羟甲基酰胺类化合物或非甲醛树脂;
    (2)选用适用的催化剂及其交联剂(如CA)的比率;
    (3)合理的N-羟甲基化合物的施加量;
    (4)拼用部分无甲醛酰胺交联剂;
(5)添加甲醛捕促剂或消除剂;
 (6) 在工作液中加入多元醇,将甲醛醚化。
    (7)加强后道水洗。
    (8)控制半制品PH值及其含碱量等。

无甲醛整理剂

    随着人们对环保、健康意识的增强和甲醛危害性的逐渐了解,在各国对纺织品中甲醛释放量的限制越来越严格的要求下,研究降低或完全消除织物上的甲醛存在已成为抗皱免烫整理的研究重点。减少甲醛含量的途径之一是对整理剂中N-羟甲基酰胺类化合物进行醚化改性,另一个是彻底消除甲醛危害的出路是开发和应用无甲醛整理剂。近年来,国内外对非甲醛类整理剂及其整理方法的报导较多,在此将对多羧酸类、反应性有机硅类及水溶性聚氨酯类树脂等作一简单归纳。 [本文来自服装学习网fuzhuangxuexi.cn]

1. 多元羧酸类免烫整理剂 

   多元羧酸的研究在20世纪60年代初期已有研究,Gagliard Shipper首先提出将多元羧酸用于纤维素织物的整理,但当初由于效果不佳而停止了研究和开发。近年来,国内外研究者对多元羧酸(BTCA、CA、IA、MA等)用于棉织物免烫整理的报导较多,1988年,Welch报导了1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)用于棉布整理,BTCA整理的棉织物折皱回复性、洗涤平整度、强力保留率等较好,能代替N-羟甲基酰胺类整理剂。但是,由于BTCA价格贵,加工成本高,织物易泛黄,手感较粗糙等问题,在工厂中使用受到一定限制。虽然柠檬酸(CA)的价格较低,但整理效果不理想,易泛黄、强力低,也无法大范围推广应用。目前研究人员在用改性柠檬酸和聚多元羧酸型整理剂等降低助剂成本价、提高整理效果等方面了深入研究,但工业化的商品太少,整理的织物品种数量也不多,预计这种非醛类整理剂将会得到迅速发展与应用。部分多元羧酸类整理剂的结构见图2-3。
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图2-3  多元羧酸整理剂结构
                (a)柠檬酸                 (b)改性柠檬酸
                    (c)丁烷四羧酸(BTCA)   (d)聚马来酸(PMA/TPMA)
    多元羧酸类整理剂常见的商品有:浙江教育学院生产的免烫整理剂GF(主要成分BTCA)、
苏州诺瓦化学有限公司生产的的免烫整理剂NC-98和99(聚马来酸)、美国FMC公司的聚马来酸DP60(聚合度10左右)。 [服装学习网fuzhuangxuexi.cn】
    采用多元羧酸类整理剂整理棉织物,整理剂与纤维素分子间形成酯键交联,如BTCA与纤维素分子的反应见图2-4。由于纤维素分子之间形成了酯键连接,阻止了分子链间的滑动,从而可赋予织物防缩抗皱性能。

 
 

多元羧酸整理所用催化剂为含磷无机盐:(1)次亚磷酸钠一水合物NaH2PO2·H2O (SHP),(2)磷酸二氢钠二水合物NaH2PO4·2H2O (SDP),(3)磷酸氢二钠二水合物Na2HPO4·2H2O (DHP),(4)磷酸三钠十二水合物Na3PO4·12H2O (TSP),(5)焦磷酸四钠十水合物Na4P2O7·10H2O (TPP),其中次亚磷酸钠被认为是一只效果较好的催化剂。
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图2-4  BTCA与纤维素分子的反应

2. 双官能交联剂    这类交联剂如乙二醛、戊二醛、4、5-二羟基乙烯脲(DHEU)等可作无甲醛交联剂整理纤维素纤维,由于整理效果不佳,强力损伤大,易泛黄等问题,未能工业化生产。二甲基脲与乙二醛的缩合物1、3-二甲基4、5-二羟基乙烯脲(简称DMeDHEU),合成技术和应用工艺有较大进展,已经实现了工业化生产。无甲醛交联剂DMeDHEU商品见表2-3。

2-3  无甲醛类DMeDHEU商品
生产厂商 商品名 生产厂商 商品名
BASF公司 Fixapret NFG 大日本油墨公司 Beckamine NF-10. NFS
Bohme Pretavyl 9240 Rotta Rottapret 522
Brogkstone Apomul ZFR Euro Segua Permafres ZF-4
CHT Reaknit ZF Sybron/Tanatex Protorez FFO
Ciba精化 Knittex FF Thor Quecodur FF
Clariant Arkofix NZF New Yorkshire Chem Sererez ZF
日本住友公司 Sumitex NF-113 spe    
 

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    3. 反应性有机硅抗皱整理剂    这类助剂发展速度很快、品种很多、应用面甚广。具有抗皱提高弹性的反应性有机硅如:美国Witco公司生产的Magnasoft SPS(嵌段有机硅共聚物),Magnasoft UE-875、UE-882、XE-183、XE-175(氨基改性有机硅),澳大利亚Zen Trading公司的Srisoft-WF、Srisoft- SIL(氨基有机硅微乳液),Ciba精化公司的Ultratex EMI(氨基有机硅微乳液),化工部南通合成材料厂生产的NTF-3,它具有多种活性基团——氨基、环氧基、羟基等。目前,能达到纺织免烫效果的反应性有机硅化合物品种较少。
    4. 聚氨酯类整理剂    常用的这类助剂有汽巴精化公司的Turpex VU(水溶性氨基甲酸乙酯化合物)、 Dicrylan WSR(由改性聚氨基甲酸酯与聚二甲基硅氧烷组成)、水溶性聚氨酯树脂WPU、拜耳公司的Synthappret BAP及日本的Elastron MF-9等,用这些整理剂整理织物,都能提高棉织物的抗皱免烫性,BAP可用作毛织物防缩抗皱整理,效果较好。

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    综上所述,从50年代的棉、麻、粘胶织物的抗皱整理发展到今天多方面要求的防缩、抗皱和免烫整理效果,对纺织品的服用性能提出更高要求。从整理方法来看,过去仅对织物面料进行抗皱整理发展到今天服装成衣整理;从所采用的整理剂种类、性能、组分来看,过去仅用甲醛含量较高的N-羟基甲酰胺类树脂发展到当前大量应用低醛、超低醛改性N-羟甲基酰胺类化合物整理剂。今后的发展趋势必须采用无醛类整理剂使纤维素类织物达到防皱免烫效果,其中多元羧酸类化合物整理剂具有广阔的发展前景。
(责任编辑:admin)
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