棉织物零甲醛免烫整理的研究

1. 前言

      棉织物具有优良的服用性能，深受人们的欢迎；但其弹性差，在穿着及洗涤过程中易起皱、变形。经DMDHEU 或其他N—羟甲基酰胺类化合物处理过的棉织物虽然有很好的抗起皱效果，但在整理加工和穿着过程中会释放出对人体和环境有害的甲醛（如刺激人的眼睛及鼻粘膜等）。

      近年来，随着各国对纺织品甲醛释放量的限制越来越严格，降低乃至完全消失纺织品上的甲醛已经成为织物免烫整理的重点，因此，零甲醛整理是免烫整理的发展趋势。

      目前零甲醛免烫整理剂的种类较多，其中多羧酸类整理剂最受人们的关注。然而，由于制造成本、整理效果、整理后织物泛黄严重、耐洗牢度差、强力下降显著等种种原因，目前尚无工业化产品问世，改进现有整理剂或开发新型、低廉、环保的整理剂是目前免烫市场的需要。本文发现改性多羧酸WL210 不但具有良好的免烫效果，且经其整理过的织物不存在泛黄情况，同时具有较高的强力保留值，具有很高的工业化价值。

2. 多羧酸免烫机理原理

      多羧酸类的零甲醛整理剂的免烫机理是其与纤维素大分子的酯化反应，这一过程可认为分两步进行：多羧酸中相邻的两个羧基首先脱水成酐，然后酸酐再进一步与纤维素大分子的羟基反应生成酯。通过纤维与羧酸之间的交联反应，在纤维的无定型区之间形成架桥，限制了纤维分子链的运动，从而达到免烫防皱的目的。

3. 实验部分

3.1 药品

      WL210、2D 改性树脂、MgCl2、NaH2PO2·H2O（AR）、TEA、柔软剂和渗透剂JFC

3.2 织物材料

      纯棉平纹织物：100100/15279、80/280/2/13372、4040/13372；

3.3实验用仪器

      KLFH—K型轧车（上海市纺织科学研究院）；多功能烘燥定型机（上海市纺织科学研究院）；YG541B 型织物折皱弹性测试仪（宁波纺织仪器厂）；YG026B 型电子织物强力机（常州市第二纺织机械厂）；优越ACS—NJW 电子天平（北京宇权电子衡器有限公司）；PHDZ—1 笔型酸度仪（上海大普仪器有限公司）

3.4测试标准

      纺织品织物折痕回复性的测定 回复角法 GB/T3819—1997；
      纺织品织物拉伸性能 第一部分：断裂强力和断裂伸长率的测定 条样法GB/T3923.1—1997；织品织物拉伸性能 第二部分：舌形试样撕破强力的测定GB/T3923.2—1997；
      纺织品的调湿与实验用大气 GB/6529—86；
      水萃取液pH值的测定 GB/T7573—87

3.5整理工艺

      浸轧工作液→预烘→焙烘

4. 结果与讨论

4.1 WL210与2D改性树脂的整理效果比较

      为了说明WL210 的免烫效果，对多羧酸WL210 和N-羟甲基类化合物2D 改性树脂进行如下的免烫试验。

4.1.1 工作液配方及工艺

      织物浸泡工作液10min→浸轧（带液率约80%～90%）→60℃低温烘至带液率10～15%→熨烫→焙烘（170℃×3 min）

4.1.2 实验结果对比

      从上述数据来看，WL210 在上述配方和工艺中表现出了优良的免烫性能和良好的强力保留性能；并且经WL210 整理的织物回复角和强力保留均好于2D 改性树脂。

4.2 零甲醛免烫整理剂WL210整理工艺优化

      为了使WL210 更好地应用于生产，根据免烫整理的有关国家规定及客户的有关要求，我们对WL210 及其他组分进行了进一步的优化配方和组合。

4.2.1 整理剂用量的影响

      配方（%）：WL210，X1；NaH2PO2·H2O，X2；风格增进剂，X3；柔软剂，3；渗透剂JFC，0.2
      工艺：织物浸泡工作液2min→浸轧（带液率约75%～85%）→预烘（85℃×2 min）→熨烫→焙烘（175℃×3 min）

      注：布匹规格 80/2×80/2/13372 平纹纯棉，配方中催化剂和风格增进剂分别以整理剂的1/3 和1/4比例加入。

      由表2可以看出在整理剂的用量较小时，不能充分与棉纤维上的羟基发生酯化反应，整理后的织物折皱回复性还不够好；当整理剂的用量较大时，整理亦不能充分反应, 同样不能使织物达到良好的免烫整理效果；同时，因过量整理剂的存在对棉纤维有一定的损伤，因此其具有不够理想的强力保留值。从上表可以近似选WL210 在10%为基准进行其他因素的影响试验。

4.2.2 焙烘温度及焙烘时间的影响

      在免烫整理中，焙烘温度和焙烘时间对整理织物的免烫效果、白度、强力保留等都有较大影响。
      布匹规格： 4040/13372
      配方（%）：WL210，10；NaH2PO2·H2O，3.3；风格增进剂，2；柔软剂，3；FC,0.2
      工艺： 浸轧工作液(带液率约75%～85%)→预烘（85℃×2min）→熨烫→焙烘

      由表3 明显看出在相同焙烘时间内随着焙烘温度的升高，折皱回复角呈上升趋势而强力保留值却逐渐下降，为此进行不同温度条件下不同时间的工艺条件对整理效果的影响，见表4。

      由表4 数据可知，如要得到较好的折皱回复角和较理想的强力保留值需满足如下条件：焙烘温度应不低于170℃在随着温度的升高，焙烘时间应作相应的缩短。当被烘温度低于170℃时，需要较长的焙烘时间才能达到一定的整理效果。

4.3 优化组合试验配方和工艺后试验结果

4.3.1 试验配方和工艺

      布匹规格：80/2×80/2/13372平纹纯棉
      配方： 
      WL210                     11%
      催化剂                       3.5%
      风格增进剂                 2%
      柔软剂                       6%
      渗透剂JFC                  0.2%

      工艺： 织物浸泡工作液2min→浸轧（带液率约75%～80%）→预烘（85℃×2 min）→熨烫→焙烘（180℃×2 .5min）。

4.3.2 试验数据

      注：表格中的拉伸强力保留值和撕破强力保留值均是经向与纬向的平均值

5. 结论

      本文主要讨论了整理剂的用量、焙烘条件等对整理织物性能的影响。对于多羧酸类零甲醛免烫整理剂而言，次磷酸钠为其最有效的催化剂所以催化剂量的选择、柔软剂的配伍性和效果、焙烘温度以及时间和其他添加剂等等，它们的优化组合是使该类整理剂达到最佳整理效果的关键。另外，在零甲醛免烫整理中浸轧后织物的预烘也是值得注意的地方，其中温度不宜过高，否则会造成整理液的泳移而影响整理效果。通过试验我们发现当WL210 的用量为：10～12%，催化剂,3.5～4.5%，TEA,2～2.3%，柔软剂为3%而焙烘温度在175～185℃时能达到较好的效果。