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技術(shù)文章
滌綸親水性后整理的現(xiàn)狀
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(guò)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¨。。等離子處理最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(wú)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(guò)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(lái)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(guò)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(wèn)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(kāi)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(guò)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)化工股份有限公司開(kāi)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(lái)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(guò)的纖維在濕態(tài)時(shí)會(huì)增大體積，使?jié)駳饨徊娲┻^(guò)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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(méi)有發(fā)現(xiàn)殼聚糖薄膜的剝離和脫落等現(xiàn)象，這說(shuō)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(kāi)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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