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氧化改性聚乙烯蜡微乳液在羊毛针织物 抗起毛起球整理中的应用

阅读次数:590 - 发布时间:2017/9/27 14:44:21

氧化改性聚乙烯蜡微乳液在羊毛针织物抗起毛起球整理中的应用

何丽清,文水平,黄桂珍,薛桂萍
(广东纺织职业技术学院轻化工程系,广东 佛山 528041)
摘 要:采用氧化改性聚乙烯蜡乳液与聚氨酯协同作用应用于羊毛针织物抗起毛起球整理中。氧化改性聚乙 烯蜡乳液具有润滑和降低摩擦因数的作用,且成膜均匀,覆盖性好,而且高密度氧化改性聚乙烯蜡的分子量相对较 大、熔化点高,还有优良的耐磨损性和耐洗涤性。经其整理后的织物不仅具有优异的抗起毛起球性能(达 4 ~ 5 级),且手感软滑,顶破强力有所提高。
关键词:氧化改性聚乙烯蜡;乳化;微乳液;抗起毛起球;聚氨酯
中图分类号:TS195. 5 文献标识码:A 文章编号:1003-1456(2010)04-0001-04

羊毛作为一种高档的天然纤维,一直深为人们 所喜爱。近年来,国内外市场对各种款式新颖的羊 毛针织物需求越来越大,特别是采用低线密度精纺 防缩羊毛纱线编织生产的针织羊毛产品,具有轻薄、 时尚、高档等优良特性,是高品位人士春夏季服装的 理想选择 [1] 。

毛纺织物机械起球的因素有纤维的材料、韧性、 直径、长度以及纤维的卷曲等 [2] ,织物的结构组织 也是起球的重要因素,如针织结构(布面丰满参数) 的紧度会影响起毛起球以及起球脱落的趋势。目 前,在染整工序中常采用加法或减法进行抗起毛起 球整理。减法如采用卤素剥鳞,很容易造成纤维损 伤,从而使纤维强度下降。加法如采用水溶性热反 应型聚氨酯树脂,能在纤维表面交联成膜,降低纤维 的定向摩擦效应,将该树脂施加到织物上后,经热处 理使保护剂脱离,反应性异氰酸基使树脂自身交联形成网状结构,失去了水溶性,成为耐水和耐溶剂性 很强的树脂薄膜 [3] 。但是聚氨酯整理容易使织物 丧失原有风格,手感变硬 [4] 。有鉴于此,本文实验 制得一种氧化改性聚乙烯蜡乳液,与聚氨酯协同作 用应用于羊毛针织物抗起毛起球整理中。由于氧化 改性聚乙烯蜡乳液具有润滑和降低摩擦因数的作 用,且成膜均匀,覆盖性好,而且高密度氧化改性聚 乙烯蜡的分子量相对较大、熔化点高,还有优良的耐 磨损性和耐洗涤性 [3] ,经其整理后的织物不仅具有 优异的抗起毛起球性能(达 4 ~ 5 级),且手感软滑。

由于各种蜡产品无毒、无腐蚀性、化学性能稳 定,而且具有可抛光性、自修复性、抗擦痕性和耐用 性,因而用途广泛。但目前所用的各类蜡产品中主 要还是石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡等,这些都具有非极 性的碳氢长直链结构,分子中不含亲水基团,故其乳 液的制备比较困难,即便得到乳液也是一种热力学 不稳定体系,故应用受到较大的限制。本文将主要 探讨高密度氧化改性聚乙烯蜡乳化液在羊毛针织物 抗起毛起球中的应用。

通过系列实验,确定高密度氧化改性聚乙烯蜡 Hi - Wax 4051E 的高温高压乳化方法,即乳化剂总 用量为氧化聚乙烯蜡质量的 30% (其中异构脂肪醇 聚氧乙烯醚 A 和脂肪醇聚氧乙烯醚 B 按照 1∶ 1的质 量比进行混合),在快速升温到 130 ℃ 后恒温,以一 定的速度搅拌乳化 30 min 左右即可。

1 实验

1. 1 纱线及原料

试样为 31. 25 tex × 2 单面平针纯羊毛(60 支美 利奴羊毛)针织物(上海开开羊毛衫厂),实验前需 进行洗涤及松弛处理。处理工艺:209 净洗剂 5% (owf),温度 42 ℃ ,浴比 1 ∶ 40,滚 动 2 min,浸 渍 4 min,脱水 2 min,烘干。

抗起毛起球剂 ATP(上海德桑精细化工有限公 司);高密度氧化改性聚乙烯蜡 Hi - Wax 4051E(自 制)。

1. 2 设备与仪器 

SME 672 - 32 型工业洗衣机(广州市中联实业 机械厂);RY - 12000 型染色机(上海龙霎电子科技 有限公司);YG511N 型箱式起球仪(南通宏大实验 仪器有限公司);TNC04 型顶破强力测试仪(东莞市 东铭仪器有限公司)。

3 染色工艺 

染液配方:弱酸性蓝 1% ( owf),平平加 O 为 0. 5% (owf),渗透剂 JFC 0. 5% (owf),pH 值 4(60% 醋酸调节),浴比 1∶ 30。染色工艺曲线见图 1。染色 后经皂洗色牢度测试为 3 ~ 4 级。

染色工艺曲线

1. 4 抗起毛起球整理工艺 

抗起毛起球整理剂 ATP 主要成分为高分子聚 合物树脂乳液,聚合物主链上具有活性基团。这些 活性基团具有多功能性和极强的活性,可以自身交 联,也可以与纤维上的活性基团键合,在织物表面形 成具有一定强度、耐洗、柔软、弹性好的网状薄膜。 利用聚合物在纤维表面交联成膜的功能,使纤维表 面包覆一层耐磨的高分子薄膜,减弱纤维的滑移,减 少起毛倾向;同时,聚合物均匀地交联凝聚在纱线的 表层,使纤维末梢黏附于纱线上,摩擦时不易起球。 ATP 在织物整理过程中具有优良的成膜性能和渗透 性 [5] ,使之在织物表面成膜的同时能渗入到纤维内 部,使纤维与毛绒交联黏结形成网状膜结构,与润滑 性能良好的氧化改性聚乙烯蜡协同作用,从而起到 良好的抗起毛起球效果。

1. 4. 1 整理工艺方案 

浸渍工艺:染色羊毛针织物→浸渍整理液(氧 化 改 性 聚 乙 烯 蜡 乳 液 ) → 脱 水 → 预 烘 ( 90 ~ 100 ℃ × 3 min) →焙烘(150 ℃ × 3 min)。

工艺处方:氧化改性聚乙烯蜡乳液 X% (owf), 水性聚氨酯 ATP 乳液 Y% (owf),浴比 1∶ 10 ~ 1∶ 15, 醋酸调节 pH 值至 6。

1. 4. 2 织物起毛起球性能的测试 

马丁代尔起毛起球法(Martindale Piling Test)主 要模拟当织物自身较频繁摩擦后的起毛起球状况, 主要适用于毛织物及其他易起球的织物。按照国家 标准 GB /T 4802. 2—2008,将被测织物夹于马丁代 尔测试仪上,试样的正面与另一块织物的正面在一 定压力下按李莎茹曲线的轨迹相互摩擦,其摩擦轨 迹刚开始为一条直线,接下来逐渐变为椭圆形,最后 又在原直线的垂直方向成一条直线。摩擦应在规定 的压力下进行,摩擦1 000转。试样选取方法为在同 一块布上剪取 2 组试样,一组为直径 40 mm 的试样 4 块,另一组为直径 140 mm 的自身磨料 4 块。试样 在标准大气下调湿 48 h 后测试 [6] 。摩擦结束后,在标准的视觉条件下,一般与洗涤前或洗涤后的原布 对比,查看其起毛起球及其他外观变化的程度,并以 级数来报告其抗起毛起球性,1 级最差,5 级最好,允 许有半级 [7] 。

2 结果与讨论

2. 1 整理工艺对织物抗起毛起球的影响
2. 1. 1 pH 值

图 2 为 ATP 4% (owf),氧化改性聚乙烯蜡 2% (owf),焙烘 150 ℃ × 3 min 条件下不同 pH 值时,织 物抗起毛起球的测试结果。从图 2 可看出,pH 值在 6 左右抗起毛起球效果可达 4 级左右。pH 值再增 大,抗起毛起球性能下降。分析原因,可能因为羊毛 纤维不耐碱,随 pH 值增大,羊毛肽链间的盐式键逐 渐被破坏,纤维强度下降,纤维自由末端增多,导致 抗起毛起球性能下降。

pH 值对起毛起球的影响

2. 1. 2 ATP 用量 

图 3 为氧化改性聚乙烯蜡 2% (owf),pH 值 6, 焙烘150 ℃ × 3 min 条件时,不同 ATP 用量时,织物 抗起毛起球的测试结果。从图 3 可看出,随 ATP 用 量增加,羊毛针织物抗起毛起球性能增强,但随着 ATP 用量增加,织物上交联膜增厚,引起织物手感发 硬,综合考虑成本,ATP 用量采用 4% ( owf) 比较 合适。

ATP 用量对起毛起球的影响

2. 1. 3 氧化改性聚乙烯蜡用量 

图 4 为 ATP 4% (owf),pH 值 6,焙烘 150 ℃ × 3 min条件下,不同氧化改性聚乙烯蜡用量时,织物 抗起毛起球的测试结果。从图 4 可知,随氧化改性 聚乙烯蜡用量加大,抗起毛起球性能增加,但考虑到 成本因素,采用 2% (owf)用量比较合适。

氧化改性聚乙烯蜡用量对起毛起球的影响

2. 1. 4 焙烘温度 

图 5 为 ATP 4% (owf),氧化改性聚乙烯蜡 2% (owf),pH 值 6,焙烘 3 min 时,不同焙烘温度,织物抗起毛起球的测试结果。从图 5 可知,焙烘温度 150 ℃ 整理效果最佳,温度低于 150 ℃ 交联不充分, 并且由于高密度聚乙烯蜡的熔点为 125 ℃ ,焙烘温 度必须高于蜡的熔点。到达 150 ℃ 后,随温度升高, 整理效果下降,可能是羊毛纤维在高温下肽键水解 导致纤维失重和机械性能下降,大分子链断裂增多, 起毛起球现象增多。

焙烘温度对起毛起球的影响

2. 1. 5 焙烘时间 

图 6 为 ATP 4% (owf),氧化改性聚乙烯蜡 2% (owf),pH 值 6,焙烘温度 150 ℃ 时,不同焙烘时间,织物抗起毛起球的测试结果。从图 6 可知,焙烘 3 min最合适,焙烘时间太短整理剂交联不充分,焙 烘时间太长会损伤纤维。

焙烘时间对起毛起球的影响

因此 得 出 最 佳 整 理 工 艺 条 件 为: ATP 4% (owf),氧化改性聚乙烯蜡 2% (owf),pH 值 6,焙烘 温度 150 ℃ ,焙烘时间 3 min。

2. 2 整理前后织物强力变化

 整理前 后 羊 毛 针 织 物 的 顶 破 强 力 按 照 美 国 ASTM D3787∶ 2001 的测定方法进行测试,顶破强力 测试结果为原样 135. 8 N,1% (owf) 氧化改性聚乙 烯蜡整理织物为 146. 7 N,2% (owf) 氧化改性聚乙 烯蜡整理织物为 162. 4 N。织物经过后整理,纤维 表面形成了一层薄膜,纤维之间的结合力得到提高, 使得纱线的强力增加。整理过程中氧化改性聚乙烯 蜡乳液渗入纱线之间,焙烘后在其表面成膜,而该膜具有良好的平滑性能,从而显著降低纤维间的摩擦 因数,纱线容易滑动,受力更均匀,从而能经受更大 的顶破外力,最终表现为羊毛针织物顶破强力增加。

3 结论 

①氧化改性聚乙烯蜡乳液与水性聚氨酯一起并 用时,利用其协同作用,有助于提升羊毛针织物的抗 起毛起球效果,并且还可以提高织物的顶破强力。 

②氧化改性聚乙烯蜡乳液用于羊毛针织物抗起 毛起球整理的最佳工艺为:ATP 4% (owf),氧化改 性聚乙烯蜡 2% (owf),pH 值 6,焙烘温度 150 ℃ ,焙 烘时 间 3 min。整 理 后 织 物 的 抗 起 毛 球 等 级 可 达4 ~ 5 级。

参考文献: 

[1 ] 王卫,张佩华. 薄型羊毛针织物的后整理及其服用性能研 究[J]. 国际纺织导报,2008(11):44 - 47. 

[2 ] Rafael,Beltran,等. 刘德钧,任忠海,译. 通过人工神经网络模 拟预测织物的起球倾向[J]. 上海毛麻科技,2007(2):5 - 9. 

[3 ] 周世香,赵振河. 纯棉针织物抗起毛起球整理[J]. 印染, 2004(8):21 - 22. 

[4 ] 段新峰. 抗起毛起球剂 KD - 1[J]. 印染,2008(24):35 - 37. 

[5 ] 曹万里,顾志安. 织物抗起毛起球整理及抗起毛起球剂 ATP 的应用[J]. 印染助剂,2003(4):34 - 38. 

[6 ] 李晓鸿,吴丽莉,程隆棣,等. 大豆蛋白复合纤维织物抗起毛 起球性能[J]. 纺织学报,2007(1):34 - 36. 

[7 ] 金敏. 现代分析测试技术在印染行业的应用(十六):织物起 毛起球的成因、测试方法及改善途径[J]. 印染,2007(18): 38 - 41.

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