聚多元羧酸对棉织物免烫整理的应用研究

聚多元羧酸对棉织物免烫后整理的应用研究 聚多元羧酸对棉织物免烫后整理的应用研究 引言 　近年来，随着大众生活水平的不断提高，环保和健康意识的日益增长，人们对衣着的观念相应地发生了很大的变化。追求回回自然，崇尚天然纤维，向往服饰外观自然、穿着舒适和料理方便，因此Cotton工作装又受到了广大消费者的青睐。为了克服Cotton工作装在服用过程中易起皱、洗后需熨的缺陷，免烫或“洗可穿”后整理已成为其重要的后后整理整理工艺。目前，国内外广泛使用的后整理剂或多或少地含有对人体有害、且污染环境的物质甲醛，这和人们的意愿相违背。开发无甲醛后整理剂来取代传统的有害后整理剂，已成为必定的进展趋势。 　国内外近年来对无甲醛后整理剂研究很多，如环氧树脂、双羟乙基砜等和近研究开发的多元羧酸无甲醛后整理剂。多元羧酸用于棉织物的防皱后整理可追溯至60年代初期，但直到90年代初Welch等人研究出用磷酸盐作为多元羧酸和纤维素分子酯化反应的催化剂，才使得多元羧酸作为无甲醛防皱(免烫)后整理剂取得了突破性的进展［1］。在众多的多元羧酸后整理剂的研究中，人们的注意力主要集中在以丁烷四羧酸(BTCA)、柠檬酸(CA)和马来酸(MA)为代表的小分子多元羧酸上［2］，其中以BTCA的后整理效果好。但由于BTCA的价格相对比较昂贵，使其在工业上大规模推广受到限制。而其它多元羧酸后整理效果又不甚中意，也没能广泛使用。目前，聚合多元羧酸以其分子量和分子链上的羧基数可以调节操纵，而且原材料成本相对比较低等特点越来越被人们所重视。本文将以聚马来酸酐(PMA)、柠檬酸为后整理剂，对纯棉织物进行免后整理，以获得中意的后整理效果。 1.理论部分 1.1多元羧酸的防皱原理 　一般认为，多元羧酸及聚多元羧酸因具有多个官能团，可以和两个以上的纤维素分子长链中的羟基发生酯化反应，在分子间形成交联。D.Lammermann［３］等人进一步研究的结果表明：多元羧酸和纤维素的酯化反应是通过酸酐这一中间产物来完成的。在含磷的碱金属盐催化下，其催化反应处理分三个阶段进行，其反应历程如下所示。 即多元羧酸形成酸酐后，可和特定的磷酸盐催化剂反应而生成酰化磷酸盐，然后这个中间产物再和纤维素交联，并重新释放出催化剂。聚马来酸酐在分子链上也可形成许多酸酐，能和纤维素分子链成酯，这样在织物表面形成交联网络，限制了纤维素大分子间在外力作用下产生相对位移，从而使棉织物具有较好的抗皱性能。 1.2PMA的合成原理 　以马来酸酐为主要单体、水为介质，在适当的反应条件下以过氧化物作引发剂，通过溶液聚合可得到聚马来酸酐水溶液。 2.实验及其结果和商量 2.1实验材料及药品 织物：21×21、108×58纯棉花纱线卡 　药品：马来酸酐(MA)、柠檬酸(CA)、次亚磷酸钠、磷酸钠、磷酸氢二钠、异丙醇、过硫酸铵、过氧化苯甲酰等。 2.1PMA的合成 PMA的合成参照陆等［4］所使用的方法进行，其合成产品的含固量为15%、相对分子量为640左右。 2.3PMA免烫后整理工艺的探讨 　在多元羧酸中，使用丁烷四羧酸(BTCA)对纯棉织物进行免烫后整理的研究报告较多。由于PMA具有和BTCA的结构相类似的特点，因此在进行免烫后整理时，以BTCA的后整理工艺为参照点，对免烫后整理工艺中的焙烘温度、焙烘时间、催化剂及PMA用量等因素进行了优化组合，本实验确定的各因素的用量水平如表1所示。 表1PMA免烫后整理实验的四因素三水平值 注：*处的百分用量是指相对溶液的重量而言。 为了提高工作效率，实验时选用了L9（34）正交表来进行，其试验条件组合及其免烫后整理试样的测试结果如下表所示。 注：10#为空白试样，11#是将空白试样在190℃处理3分钟。 分别以干弹回复角、断裂强力保留率、增重率为指标进行正交统计分析，其测试和计算、分析结果分别列于表2、表3。 表3PMA免烫后整理试样各项指标统计值 注：1.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、分别为该因子，三水平指标值之和T=(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ) 2.离差=(Ⅰ/3-T/9)2+(Ⅱ/3-T/9)2+(Ⅲ/3-T/9)２ 由表3统计计算结果可知：在PMA免烫后整理工艺中，对织物弹性回复角和强度影响大的是焙烘温度和焙烘时间，后整理剂的用量对增重率有较大的影响，催化剂用量对各项指标的影响不太明显。综合考虑，PMA免烫后整理较理想的工艺条件为： 　后整理剂用量：8%；焙烘时间：60s；添加剂用量：2%； 　催化剂用量：4%；浴比：1:20；焙烘温度：180℃ 　二浸二轧(轧液率76—80%)；预烘：85℃×5min。 　在实验过程中，为了验正该工艺的的可靠性，对纯棉织物进行了重现性试验，免烫后整理样品的测试结果如表4所示。 表4PMA免烫后整理工艺重现性实验结果 注：A为WRA(°)，B为断强保留率(%)，C为增重率(%)。。 通过多次重演性实验，在此工艺条件下对纯棉织物进行免烫后整理，其后整理样品的WRA值为：243.5、断强保留率可达到69%。 3.结论 聚多元羧酸类免烫后整理剂即PMA是一种无甲醛、环保型的新一代免烫后整理剂，和以BTCA为主体的免烫后整理剂相比，其成本价格可以降低20%左右。使用PMA后整理剂在适当的条件下，对棉织物进行免烫后整理可获得良好的后整理效果，其WRA值可达到243.5、断强保留率在69%以上。 参考文献 1.张济邦。多元羧酸BTCA免烫后整理现状和进展趋势，印染，1999，(5)：42 2.Wolch.用多元羧酸进行无甲醛耐久压烫后整理，印染助剂，1995：37 3.D.Lammcrmann,MelliandToxtilber,1992，73(3)，105-107 4.陆必泰等，PMA无醛防皱后整理剂的合成及应用工艺研究，4RBCjq