滌綸親水性后整理的現(xiàn)狀
城南二哥2024-10-22 16:43:12牛津布資訊33來源:牛津布_防水牛津布_牛津布面料網(wǎng)
滌綸的回潮率低,穿著舒適性很差,提高滌綸的服用舒適性一直是紡織行業(yè)的一個(gè)課題。目前,改善滌綸織物服用性能主要有兩種方法:一是利用纖維的合成技術(shù)在纖維的紡織過程中對(duì)聚酯纖維結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性,使纖維本身具有親水性和抗靜電性,從而改善滌綸的服用性能。但是這種方法要求技術(shù)較高,現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中較少采用。二 是利用織物后整理技術(shù)達(dá)到改性的目的。整理改性是在聚酯大分子鏈上引入親水性基團(tuán),使滌綸表面形成親水保護(hù)層,達(dá)到改變纖維表面性能的目的。目前實(shí)用后整理的方法主要有表面接枝聚合和親水整理劑的吸附固著。
1表面接枝聚合
滌綸的接枝聚合一般是利用引發(fā)劑或高能射線如紫外線、co(60)7射線等照射,或是采用低
溫等離子體處理對(duì)滌綸表面進(jìn)行輻射接枝。使纖維表面產(chǎn)生游離基,然后親水性單體在游離基上進(jìn)行接枝聚合,從而形成有耐久性的吸水性和抗靜電性的新表面層。低溫等離子體在聚合物表面改性中的應(yīng)用已經(jīng)有近30年的歷史,在聚合物表面改性中的應(yīng)用是極其廣泛的,發(fā)達(dá)國(guó)家早已工業(yè)化應(yīng)用¨。。等離子處理重要的是選擇正確的氣體,疏水、拒油處理主要選擇含氟的氣體,而親水、清潔和活化處理則采用氧氣。低溫等離子體粒子的能量一般約為幾個(gè)至幾十電子伏特,大于聚合物 材料的結(jié)合鍵能,完全可以破裂有機(jī)大分子的化學(xué)
鍵而形成新鍵舊。
等離子加工有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)對(duì)環(huán)境保護(hù)有利(干態(tài)加工,對(duì)環(huán)境友好,使用氣體加工);
(2)加工工藝和加工場(chǎng)所安全(干燥,無化學(xué)品,密閉系統(tǒng));
(3)可提高對(duì)產(chǎn)品性能的要求(新的可能性,改進(jìn)粘結(jié)強(qiáng)度或過濾性能);
(4)單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本降低,可在同一生產(chǎn)線上進(jìn)行不同的加工,改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量(變更產(chǎn)品成本低);
(5)滿足產(chǎn)品要求(工藝變化范圍大,根據(jù)需要進(jìn)行表面改性)。
但是我國(guó)在這方面的研究及應(yīng)用仍停留在較低的水平,其制約因素之一就是等離子體的局限。特別是在真空下才能進(jìn)行,在工業(yè)化中既不經(jīng)濟(jì)也不高效,因而大大限制了這一技術(shù)的推廣利用。同時(shí)從目前發(fā)展現(xiàn)狀來看,實(shí)驗(yàn)設(shè)備上缺乏在線測(cè)試手段,譜線分析困難,而等離子體處理中間形成的基團(tuán)復(fù)雜,壽命短難以捕捉,給機(jī) 理研究造成很大困難,因此等離子體改性滌綸表面缺乏理論指導(dǎo),限制了這一技術(shù)的發(fā)展”。
采用引發(fā)劑或高能射線對(duì)滌綸進(jìn)行輻射接枝,隨著接枝程度的提高,滌綸的吸濕性、抗靜電性也隨著提高,但是接枝過程中,均聚速率和接枝率較難掌握,且接枝后強(qiáng)力下降、延伸度增加,此種方法仍停止于實(shí)驗(yàn)室研究階段H1。由于滌綸表面接枝改性存在的問題較多,在日常的工業(yè)生產(chǎn)中,常采用整理劑的吸附固著對(duì)滌綸織物進(jìn)行后整理,以達(dá)到改性的目的。
2親水整理劑的吸附固著
親水劑的吸附固著是使親水整理劑均勻而牢固地附著在滌綸表面,使其表面形成一層親水性化合物,達(dá)到提高纖維表面親水性能的目的。且親水薄膜有一定的導(dǎo)電性,可以提高材料的抗靜電性。該方法簡(jiǎn)單易行,原理也比較成熟,應(yīng)用范圍很廣,是滌綸親水整理的常規(guī)方法。親水整理劑的成分一般是由吸水性和固著性兩部分 物質(zhì)組成的體系,前者是含親水基團(tuán)的水溶性聚合物,后者是聯(lián)結(jié)水溶性聚合物與纖維的交聯(lián)劑,它含有與聚酯纖維和水溶性聚合物反應(yīng)的官能團(tuán)。
2.1聚乙二醇(PEG)
用PEG整理滌綸,可提高織物的吸水性、抗靜電性、折皺回彈性等,但單獨(dú)用PEG處理時(shí),由于滌綸與其它纖維不同,它的化學(xué)反應(yīng)基團(tuán)較少,聚集態(tài)結(jié)構(gòu)緊 密,PEG難以滲透、固著,其水溶性較好,雖然整理后織物的親水性、抗靜電性、抗油污性等都有了相應(yīng)的改善,但整理后織物的耐水洗性差。在PEG中加人 2D樹脂制成的混合整理液整理滌綸,其回潮率可從0.4%上升到2%左右,毛細(xì)效應(yīng)也可達(dá)到約30cm,且耐水洗效果較好,原因是PEG和2D樹脂作用生 成了PEG-2D交聯(lián)產(chǎn)物,這種PEG.2D交聯(lián)物可沉積在纖維之間,交聯(lián)物中的醚鍵和羥基具有較強(qiáng)的親水性,從
而使得滌綸織物的親水性得到較大提高。5J。但整理后的滌綸手感較硬、透氣透濕性、強(qiáng)力均有所下降,且2D樹脂含有甲醛,這不僅破壞環(huán)境并對(duì)紡織品的出口都有著制約作用,因此采用PEG做為滌綸的親水整理劑并不理想。
2.2聚酯和聚醚樹脂
采用聚酯和聚醚的復(fù)配物對(duì)滌綸進(jìn)行整理時(shí),聚酯與滌綸分子組成單元相同,在高溫能夠形
成共結(jié)晶,提供了親水整理的耐洗性。聚醚組分則因具有親水性,使整理后的滌綸織物改善了親水性,從而提高了滌綸的抗靜電性和防沾污性。由英國(guó)生產(chǎn)的 PemaloseTM滌綸整理劑就屬于聚酯聚醚樹脂系,用PennaloseTM處理的滌綸織物在1min后的導(dǎo)濕面積可達(dá)4cm2左右,不僅改變了纖維 表面的疏水性能,使纖維能在纖維表面及PeHnaloseTM層之間吸附水分,纖維的導(dǎo)電率提高,從而減少靜電積聚,使織物不易吸引灰塵。但是 PennaloseTM試劑價(jià)格較高,不利于企業(yè)降低生產(chǎn)成本"o。還有一種聚酯、聚醚嵌段共聚的水性物質(zhì)Gx.12,用它處理滌綸后,滌綸織物的親水 性、抗靜電性等有了明顯的改善,但是整理后的織物斷裂強(qiáng)力有了稍微下降,且整理效果隨著水洗次數(shù)的增加而降低"j。
2.3環(huán)氧類
聚環(huán)氧乙烷與聚酯的嵌段共聚物是適應(yīng)于滌綸的親水整理劑,聚合物分子結(jié)構(gòu)中含有聚氧乙烯醚鍵,在催化劑的作用下環(huán)氧基開環(huán),焙烘后羥基與纖維發(fā)生交聯(lián)形成醚鍵,在滌綸表面形成連續(xù)性的親水薄膜,富有吸濕性,結(jié)晶的聚酯鏈段和滌綸的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)相同,因此對(duì)滌綸有較好的相容性,高溫焙烘后,整理劑與滌綸產(chǎn)生 共溶共結(jié)晶作用,使整理物有較高的耐久性。但此類整理劑有毒性,對(duì)于生產(chǎn)的工人和消費(fèi)者的穿著都會(huì)有一定危害,所以并不提倡采用。
2.4聚硅氧烷類
聚硅氧烷類親水整理劑有聚醚改性、環(huán)氧基聚醚改性或氨基聚醚改性聚硅氧烷,這些整理劑
除具吸水性能以外,還具有柔軟、防污、抗靜電等功能。聚醚.硅氧烷是由PEC改性的聚硅氧烷,其有機(jī)硅主鏈?zhǔn)鞘杷鶊F(tuán),親水部分為PEG,用它整理滌綸織物時(shí),親水基團(tuán)處在與聚酯結(jié)構(gòu)相垂直的平面上,便于水的滲透和通過纖維毛細(xì)管傳送液體,改善了滌綸織物的親水性能。由于聚硅氧烷具有彈性的螺旋形結(jié)構(gòu),增 加了滌綸織物的柔軟度,手感較。
2.5聚氨酯類聚氨酯類親水整理劑是在PEG與二異氰酸酯生成的預(yù)縮體中加入咪唑,將其中的異氰酸酯基封閉而獲得穩(wěn)定性聚氨酯整理液。使用時(shí)整理液與多官 能團(tuán)的胺類化合物混合,其中的咪唑基發(fā)生解離,異氰酸酯基復(fù)出,在滌綸材料上相互交聯(lián),形成表面能較高的薄膜,提高親水性能。聚醚型聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中含有親水性的聚氧乙烯醚,親水性能好。由廣東德美精細(xì)化工股份開發(fā)的弱陰離子水溶性吸濕排汗整理劑DM3402,對(duì)滌綸
織物進(jìn)行親水整理,可以增加滌綸大分子的親水性基團(tuán),極大地提高了纖維表面對(duì)水分子的吸收性能,提高了穿著舒適性,但整理后織物的某些色澤的色牢度和色光受到了影響,給此種整理劑的使用帶來了困難。
2003年,瑞士Textilcolor公司研發(fā)了吸濕和調(diào)溫整理劑Biosoftd整理劑,Biosoftal是一種表面活性改良的聚氨酯,可有效地把疏水纖維轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水纖維。由于水滴從3個(gè)方向進(jìn)人滌綸,所以處理過的纖維在濕態(tài)時(shí)會(huì)增大體積,使?jié)駳饨徊娲┻^纖維。測(cè)試表明,在3s內(nèi)水滴的直徑就可增大 3~4倍,這意味著濕氣很快就可傳遞到材料表面,在可較快蒸發(fā)的大范圍內(nèi)擴(kuò)散,但是其生產(chǎn)成本較高,給大范圍的使用帶來了困難¨…。
2.6殼聚糖
殼聚糖具有~劑多能的特點(diǎn),織物經(jīng)殼聚糖處理后在改善滌綸的不吸濕、帶靜電等這些缺點(diǎn)
的同時(shí),附加了織物抗菌、防霉等功能…j。用殼聚糖對(duì)滌綸作抗靜電整理,通常的做法是先將聚酯織物進(jìn)行堿減量處理,一方面使纖維表面粗糙化,有利于殼聚糖 涂層的附著;另一方面旨在使表層滌綸分子中的酯基發(fā)生一定程度的水解而產(chǎn)生一定數(shù)量的羧基負(fù)離子,便于陽(yáng)性的殼聚糖分子與滌綸的結(jié)合。然后通過軋一烘一焙工藝將殼聚糖醋酸溶液涂層在聚酯織物上,于是殼聚糖薄膜就會(huì)通過物理嵌附作用以及離子鍵和分子間力與滌綸結(jié)合在一起。測(cè)試表明:經(jīng)整理后滌綸的回潮率可增 加數(shù)倍;拉伸強(qiáng)力提高;即使在20℃,相對(duì)濕度50下,靜電電壓也非常低;由于殼聚糖不溶于水且在水中膨化程度不大,因此它能夠防止
因水引起的耐久性降低。通過交聯(lián)親水性材料,可以在纖維表面上形成一種不溶性的導(dǎo)電皮層,將整理后的試樣浸漬于殼聚糖的溶劑醋酸中,幾乎沒有發(fā)現(xiàn)殼聚糖薄膜的剝離和脫落等現(xiàn)象,這說明該產(chǎn)品具有一定的抗靜電耐久性。由于殼聚
糖的膠粘作用,實(shí)驗(yàn)證明,整理后織物的透氣性可提高數(shù)倍,透濕性也有了明顯改善,且整理后織物強(qiáng)力不受影響,殼聚糖用做滌綸后整理劑有很大的發(fā)展空間。
3結(jié)論
表面接枝聚合可改善滌綸的親水性,提高服用性能,由于等離子處理技術(shù)和輻射接枝技術(shù)的
開發(fā)限制了其應(yīng)用發(fā)展。而親水整理劑可均勻牢固附著滌綸表面,形成親水化合物,方法簡(jiǎn)單易行,且整理劑很多。其中,殼聚糖作為后整理劑具有多功能性、環(huán)保性、耐久性、使用方便、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),可提高滌綸的親水性,抗靜電性和舒適性,是發(fā)展高附加值新型紡織品的手段,作為滌綸整理劑符合環(huán)保的要求。
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