染整工藝原理后整理

1、染 整 工 藝 原 理紡織物的前處理和后整理,董 永 春 教授 紡 織 學(xué) 院 天 津 工 業(yè) 大 學(xué) 2009年,第六章 棉型織物的一般整理,第一節(jié) 概論 finishing 完成，使完整，修飾，美化等。 雙重意義： 廣義：相對(duì)整個(gè)紡織業(yè)，漂染印整都稱為后整理。 狹義：相對(duì)漂印染工藝，僅指后整理。 目的：提高紡織物的風(fēng)格、品質(zhì)和功能及附加值,織物形態(tài)規(guī)格化（尺寸、形態(tài)的穩(wěn)定） 拉幅，預(yù)縮防皺整理 改善織物的手感和外觀 手感（handle feeling），主觀感覺(jué)，風(fēng)格（style），難以定量化，目前多用形容詞表示，如： 柔軟、滑爽、糯 硬挺、粗糙、澀 采用物理或化學(xué)方法進(jìn)行整理，如柔軟、硬

2、挺、增白、磨毛、軋光和起絨等。 賦予織物特殊功能 防水防污、阻燃、防紫外線，抗靜電、親水衛(wèi)生等，多用化學(xué)方法進(jìn)行整理,第二節(jié) 定型整理 1.定幅（拉幅） 自學(xué)（目的、作用、如何完成） 2.機(jī)械預(yù)縮整理 織物在加工過(guò)程中受到拉伸，會(huì)發(fā)生一定的伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)率一般為15%，稱為加工伸率，即存在潛在收縮。在使用過(guò)程中遇水或洗滌中其會(huì)發(fā)生收縮，使纖維和紗線的長(zhǎng)度縮短，導(dǎo)致織物縮水。 縮水率：織物的經(jīng)向或緯向按規(guī)定的洗滌方法處理前后的長(zhǎng)度差與處理前長(zhǎng)度的百分比。 縮水率= (1-L/Lo)100% Lo、L分別為織物經(jīng)向或緯向洗滌前后的長(zhǎng)度,產(chǎn)生縮水的原因 纖維： 因加工使纖維產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，潤(rùn)濕時(shí)內(nèi)應(yīng)力使纖維

3、長(zhǎng)度縮短， 產(chǎn)生縮水1%。 紗線：潤(rùn)濕后紗軸直徑增加，導(dǎo)致長(zhǎng)度相對(duì)縮短23%。 織物：洗滌后，溶脹各向異性使緯紗直徑增加，比其長(zhǎng)度增加大得多，導(dǎo)致織縮提高。 織縮（%） = (l/L-1)100% l、L 分別為紗線和織物的長(zhǎng)度,織物潤(rùn)濕時(shí)織縮變化圖,第三節(jié) 外觀及手感整理,1.軋光、電光及軋紋整理 目的和原理 纖維在織物表面排列的整齊程度與毛羽狀態(tài)直接影響織物的表面光澤。染整加工后紗線在織物中的起伏增大，表面絨毛增加，漫反射光量提高，光澤下降。 軋光通過(guò)機(jī)械力、熱和濕的作用，利用纖維的可塑性，將紗線軋扁，并使之排列整齊，光澤得到改善。 方法 熱軋法：高溫下軋光，使織物表面平滑均勻，光澤非常好

4、。 輕熱軋法：中溫下軋光，手感柔軟，光澤中等。 冷軋法：室溫下軋光，紗線軋扁，排列緊密，表面平滑而無(wú)光澤,普通軋光、摩擦軋光和疊層軋光,軋光機(jī)由軟輥和硬輥組成，通常有2-7只，軟輥一般由羊毛、紙等構(gòu)成，硬輥通常由鑄鐵制造。 對(duì)于摩擦軋光機(jī)，其中一只硬輥既可加熱，又可摩擦，使織物得到強(qiáng)烈光澤，薄而硬的手感 疊層軋光是使織物在同一軋點(diǎn)進(jìn)行疊層，利用織物間的相互碾壓作用，除使織物獲得柔和的光澤外，還可使織物獲得柔軟手感和清澈紋路,電光、軋紋（軋花,電光：與軋光相似，但其硬輥刻有細(xì)線，角度和密度不定，一般為520 根/mm，軋光后織物表面形成很多相互平行的斜線，掩蓋紗線的不規(guī)則排列，對(duì)光呈規(guī)則反射，光

5、澤提高，獲得絲綢手感。 斜線的斜度一般為20-85度，斜向與紗線捻向、密度和支數(shù)以及織物組織有關(guān)。細(xì)紗織物應(yīng)選擇高密度斜線，粗紗織物應(yīng)選擇低密度斜線，斜向與紗線捻向一致。 軋紋（軋花）：軋紋機(jī)主要由表面刻有陽(yáng)紋（凸）的硬輥和由表面刻有陰紋（凹）軟輥構(gòu)成，兩者相互吻合。軋制后織物表面產(chǎn)生凹凸花紋。其中硬輥可以加熱，通過(guò)添加樹(shù)脂可使花紋耐久,柔軟整理（softening,精練后織物的油蠟去除，手感發(fā)澀，要進(jìn)行柔軟整理，即采用柔軟劑對(duì)織物進(jìn)行處理：降低纖維的張力；降低纖維間的摩擦系數(shù)（靜）及纖維與人體之間的摩擦力。 A Softener is a chemical that alters the f

6、abric hand making it more pleasing to the touch. The more pleasing feel is a combination of a smooth sensation, characteristic of silk, and of the material being less stiff. The softened fabric is fluffier and has better drape. Drape is the ability of a fabric to follow the contours of an object. In

7、 addition to aesthetics (drape and silkiness), softeners improve abrasion resistance, increase tearing strength, reduce sewing thread breakage and reduce needle cutting when the garment is sewn. Because of these functional reasons, softener chemicals are included in nearly every finish formulation a

8、pplied to fabrics,柔軟劑,最初的柔軟劑多為吸濕劑如甘油等。幾乎所有的表面活性劑都可以用作柔軟劑，主要包括陰離子型、陽(yáng)離子型和非離子型。 Anionic Softeners (陰離子型) Anionic softeners and/or surfactant molecules have a negative charge on the molecule which come from either a carboxylate group, a sulfate group or a phosphate group. Sulfates and sulfonates make up

9、 the bulk of the anionic softeners. Fatty Alcohol Sulfates,Cationic Softeners (陽(yáng)離子型) Cationic softeners are ionic molecules that have a positive charge on the large part of the molecule. An important quality of cationic softeners is that they exhaust from water onto all fibers. When in water, fibers

10、 develop a negative surface charge, setting up an electronic field for attracting positively charged species. These forces causes the cationic softener to deposit in an oriented fashion, the positive end of the softener molecule is attracted to the fiber surface. Adsorption on Fiber Surface,Amine Fu

11、nctional Cationic Softeners Long chain amines are not water soluble at neutral and alkaline pH; however, when converted to their acid salt, they develop a cationic charge and become water soluble. They exhaust and become excellent softeners under acidic conditions. Primary Fatty Amines（伯胺） Fatty Dia

12、mines（二胺） Quaternary Ammonium Salts（季胺鹽,Nonionic Softeners (非離子型) Nonionic softeners can be divided into three subcategories, ethylene oxide derivatives, silicones, and hydrocarbon waxes based on paraffin or polyethylene. Polyethylene Emulsions（聚乙烯乳液） Silicone softeners（有機(jī)硅） 聚二甲基硅氧烷(DMPS,Orientation

13、 of DMPS on Fiber Surface Amino Functional Silicones 超級(jí)柔軟劑，給予織物幾乎無(wú)身骨的柔軟手感。 Advantages Silicones are water clear oils that are stable to heat and light and do not discolor fabric. They produce a slick silky hand and are preferred for white goods.They improve tear and abrasion resistance and are excel

14、lent for improving sewing properties of fabrics. Disadvantages The silicones are water repellent which make them unsuitable as towel softeners. Silicones are expensive compared with fatty softeners. Amino functional silicone discolor with heat and aging,增白整理,上藍(lán)（Blueing） 采用微量蘭色或紫色分散染料或涂料對(duì)織物進(jìn)行處理，其能吸收（

15、或中和）織物的黃褐色光使之轉(zhuǎn)變?yōu)榘坠猓橇炼炔桓?。（只白不亮，蒼白感，灰暗感，耐久性差，較少使用。） 染料：分散蘭 HBGL，涂料：涂料蘭 FFG 熒光增白（fluorescent brightening） 使用熒光增白劑處理織物，其能吸收波長(zhǎng)為300-360 nm的紫外光， 并放出400-460 nm 藍(lán)紫光（補(bǔ)色）可中和織物本身反射出的黃光，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榘坠?，亮度高，但是在缺少紫外光源下，布面?huì)灰暗。（白而亮） 若吸收波長(zhǎng)低于300nm的紫外光，放出的熒光偏紅；若吸收波長(zhǎng)高于360nm的紫外光，放出的熒光偏綠,熒光增白劑是一種幾乎無(wú)色的染料或涂料，對(duì)纖維有一定的親和力，其分子結(jié)構(gòu)中都含有共

16、軛雙鍵，熒光則決定于分子結(jié)構(gòu)。熒光增白劑的增白作用僅是光學(xué)上的增白補(bǔ)色，并不能代替漂白,熒光增白劑的化學(xué)結(jié)構(gòu),第七章 防皺整理,第一節(jié) 概論 染整加工的重要環(huán)節(jié)之一，自20世紀(jì)二十年代合成并應(yīng)用第一個(gè)脲醛整理劑至今已有八十年的歷史，發(fā)展速度較快，從棉到粘膠、混紡、甚至毛織物的防皺整理都已有研究。 棉纖維的優(yōu)點(diǎn)：吸濕透氣、柔軟和舒適性高等；缺點(diǎn)：彈性差，即產(chǎn)生折皺后不易回復(fù)原狀，與毛和合纖相比差距很大。 衡量標(biāo)準(zhǔn)：折皺回復(fù)角（Crease Recovery Angle,CRA） 棉織物：150-160，羊毛織物：326滌綸織物：285 提高棉折皺回復(fù)性，必須進(jìn)行防皺整理,折皺回復(fù)角（CRA）的測(cè)

17、定原理 重錘法：重量：重錘1kg，壓錘時(shí)間：5 sec（急彈性），5 min(緩彈性)，數(shù)據(jù)計(jì)算：經(jīng)向與緯向之和（W+F,防皺整理的發(fā)展階段： 第一階段：以脲-甲醛樹(shù)脂對(duì)織物主要是粘膠織物進(jìn)行整理，以提高干防皺性（DCRA）為主要目標(biāo)。后又出現(xiàn)三四十年代的氰胺-甲醛樹(shù)脂，四十年代末又出現(xiàn)二羥甲基乙烯脲從自身縮聚型轉(zhuǎn)變?yōu)榻宦?lián)型。（easy care 隨便穿）不必拘束，不易起皺。 第二階段：以提高濕防皺性（WCRA）為主要目標(biāo)，向合纖織物靠近，即洗可穿整理（wash and wear W&W），不因洗滌而產(chǎn)生折皺、不需熨燙即可穿著。所以又稱免燙整理（non-ironing），多使用二羥甲基乙烯脲，

18、雙羥乙基砜等，不僅用于棉織物，而且用T/C、T/R等織物，不僅干防皺性好，而且濕防皺性較高。整理的應(yīng)用面擴(kuò)大，包括服裝、日用紡織品、床單、窗簾等,第三階段：耐久壓燙整理 (permanent press or durable press) 簡(jiǎn)稱PP或DP整理。一方面防皺性提高，另一方面防皺反應(yīng)在成衣加工中完成，可按服裝的尺寸、形態(tài)進(jìn)行處理，獲得平整、定型的持久效果，如裙裥、褲線等，所用試劑：二羥甲基二羥基乙撐脲，二羥甲基丙撐脲等。 第四階段：自七十年代開(kāi)始，以前各階段防皺提高，伴隨其它性能變化，主要是強(qiáng)度下降，且防皺性愈高，強(qiáng)度下降愈嚴(yán)重，據(jù)測(cè)定：防皺性提高 20，強(qiáng)度下降7%。手感、耐磨，吸

19、濕性等均有不同程度下降。 本階段特點(diǎn)：平衡彈性和強(qiáng)度的關(guān)系，彈性維持洗可穿水平，機(jī)械能性要有所改善。設(shè)法減少甚至消除甲醛釋放，達(dá)到低甲醛甚至無(wú)甲醛（Low non-formaldehye or formaldehye-free）總之，不重量的提高，而重質(zhì)的改善。所用試劑：醚化二羥甲基二羥基乙撐脲等,發(fā)展階段之比較,第二節(jié) 織物折皺產(chǎn)生原因及防皺方法,纖維的彎曲形變可以看作是拉伸和壓縮綜合作用的結(jié)果，從微觀角度來(lái)看，是結(jié)構(gòu)單元的拉伸和壓縮，所以彎曲形變可以歸結(jié)于拉伸和壓縮形變，而且經(jīng)研究表明，彎曲回復(fù)性與拉伸回復(fù)性之間具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，即可以使用拉伸回復(fù)性研究彎曲回復(fù)性。 纖維素纖維整體上屬剛性材料

20、，不易變形，但超分子結(jié)構(gòu)不均一，在無(wú)定型區(qū)，整列度或側(cè)序度差，結(jié)構(gòu)疏松，結(jié)合力低，H-鍵易被折散，鏈段易發(fā)生相對(duì)滑移，羥基易在新位置上以新的H-鍵結(jié)合，當(dāng)外力除去后，其會(huì)阻礙鏈段回復(fù)原狀，產(chǎn)生回復(fù)蠕變。若阻礙力較大，回復(fù)速率很慢，且測(cè)試時(shí)間短，即可認(rèn)為產(chǎn)生永久形變（塑性形變），不能回復(fù)，即形成折皺，故此折皺是由回復(fù)速率很慢的高彈形變和完成不能回復(fù)的塑性形變?cè)斐?1 普彈回復(fù) 2 高彈回復(fù) 3 塑性形變 4 折皺形成,Lateral Forces Between Cellulose Chains,主要思想：加強(qiáng)基本結(jié)構(gòu)單元之間的側(cè)向作用力,通過(guò)范氏力、H-鍵，共價(jià)鏈等聯(lián)結(jié)加固。 提高纖維剛性，增

21、加初始模量。 加速回復(fù)速率，提高彈性。 從兩方面減少永久形變，達(dá)到防皺目的,第三節(jié) 常用防皺整理劑 CELLULOSE CROSSLINKERS,要求與條件： 可與纖維作用（共價(jià)交聯(lián)）、加強(qiáng)纖維分子間的側(cè)向作用力。 無(wú)臭、無(wú)毒、無(wú)刺激性。 本身穩(wěn)定、不易分解；易溶于水相容性好。 不影響其它染整加工。 價(jià)廉 ，易于應(yīng)用。 分類(lèi)： 醛類(lèi)（甲醛、乙二醛、丙烯醛等）。 N羥甲基酰胺類(lèi)化合物（酰胺及其衍生物與甲醛的反應(yīng)物 ）。 環(huán)氧化合物。 縮醛類(lèi)（甲醛與多元醇的縮合物） 含硫化合物（羥乙基砜,酰胺及其衍生物與甲醛反應(yīng)生成N羥甲基酰胺類(lèi)化合物，該反應(yīng)稱為初縮反應(yīng)。 該反應(yīng)產(chǎn)物（N羥甲基酰胺類(lèi)化合物）稱為

22、初縮體。 初縮體作為整理劑與纖維發(fā)生反應(yīng)稱為交聯(lián)反應(yīng),二羥甲基脲（Dimethylol urea-DMU,脲素與甲醛縮合物，故又稱脲醛樹(shù)脂（Urea-formaldehyde）(UF) 脲素 二羥甲基脲,二羥甲基乙烯脲（Dimethylol Ethylene Urea-DEMU,由（環(huán)）乙烯（撐）脲與甲醛縮合制得，故也叫乙烯脲醛： EUF（Ethylene urea-formaldehyde） 乙烯脲,二羥甲基乙烯脲,二羥甲基二羥基乙烯脲（Dimethylol dehydroxy ethylene urea-DMEHEU,二羥基乙烯脲與甲醛的反應(yīng)物 二羥基乙烯脲 二羥甲基二羥基乙烯脲,三羥甲基

23、三聚氰胺（Trimethylol melamine-TMM,三聚氰胺與甲醛的反應(yīng)物 又稱氰醛樹(shù)脂（MF-Melamine Formaldehyde） 三聚氰胺 三羥甲基三聚氰胺,六羥甲基三聚氰胺（Hexamethylol melamine-HMM,三聚氰胺與甲醛的反應(yīng)物 又稱氰醛樹(shù)脂（MF-Melamine Formaldehyde） 三聚氰胺 六羥甲基三聚氰胺,其它整理劑,二羥甲基丙烯脲（Dimethylol propylene urea-DMPU） 二羥甲基三嗪酮（Dimethylol triazone-DMT） 二羥甲基烏龍（Dimethylol urou-DU） 二羥甲基甲酰胺（Dim

24、ethyllol Formaide-DMF,第四節(jié) 酰胺與甲醛反應(yīng)（初縮反應(yīng),1. 反應(yīng)歷程及（酸堿）催化機(jī)理 酰胺對(duì)HCHO的親核加成反應(yīng) 酸催化：始于被進(jìn)攻HCHO之雙鍵，利于其被親核加成,堿催化：始于進(jìn)攻試劑酰胺，氮負(fù)離子強(qiáng)化，酰胺親核加成能力加強(qiáng)。 對(duì)于酰胺，N上負(fù)電荷愈強(qiáng)，愈有利于其親核進(jìn)攻，可提高其反應(yīng)速率，反之亦然,例：比較在pH=7，T=50時(shí)，EU、DHEU分別與CH2O的反應(yīng)速率 常數(shù)K。 KEU= 9510-4 l/mols, KDHEU=2310-4 l/mols 原因：羥基為吸電子基，因誘導(dǎo)效應(yīng)使N原子上的電子云密度下降。 研究證明，不同酰胺的親核進(jìn)攻能力比較,酸和堿

25、在催化正反應(yīng)的同時(shí)亦催化負(fù)反應(yīng),2.初縮反應(yīng)的平衡,當(dāng)初縮反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)體系中的甲醛量是恒定的，稱為游離甲醛。 對(duì)于不同的酰胺與甲醛反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，體系中的游離甲醛量亦是不同的。 DMEU9%， DMDHEU 13%, DMU 26%, HMM 38% 以此亦可以檢驗(yàn)初縮反應(yīng)的完成程度。 初縮體中，游離甲醛含量過(guò)高，不僅在整理時(shí)污染環(huán)境，而且會(huì)使織物的釋放甲醛提高，因此應(yīng)盡量使游離甲醛降低,不同酰胺與甲醛反應(yīng)的平衡狀態(tài),初縮反應(yīng)條件的選擇,pH值 在酸性條件下酰胺與甲醛反應(yīng)易生成大分子量樹(shù)脂（白色沉淀）在整理時(shí)易形成表面樹(shù)脂，甚至不能使用。 此外還可能在整理過(guò)程中產(chǎn)生易水解的醚鍵縮合。

26、在強(qiáng)堿性條件下，反應(yīng)速度快，所以控制pH=89，微堿性 便于控制反應(yīng)，生成穩(wěn)定的初縮體,酰胺與甲醛的用量比 甲醛用量提高，防皺性增加，手感變硬，游離甲醛升高。 初縮體中羥甲基的數(shù)量依甲醛的用量而定，而且不同的酰胺與甲醛反應(yīng)，其與甲醛的比例亦不同，考慮到轉(zhuǎn)化率，游離甲醛含量，實(shí)際加工中要求等 因素，通常設(shè)定為： U：F=1：1.62（DMU） EU：F=1：1.852 （DMEU） DHEU：F=1：1.852（DMDHEU） M：F=1：3.3（TMM） M：F=1： 8（HMM,溫度、時(shí)間和濃度 溫度升高： 反應(yīng)快，不易控制， 溫度降低：反應(yīng)慢，易控制，益于加工，分子量大，產(chǎn)品質(zhì)量不佳。 一

27、般為室溫 濃度低： 反應(yīng)速率慢，時(shí)間長(zhǎng)，含固量低，儲(chǔ)運(yùn)和應(yīng)用不便。 濃度高： 反應(yīng)速率快，難于控制，生成大分子量物，影響產(chǎn)品質(zhì)量。 濃度適當(dāng)，依具體反應(yīng)情況而定,第五節(jié) N羥甲基酰胺與纖維素的反應(yīng)（交聯(lián)反應(yīng),纖維素纖維對(duì)整理劑的吸附 纖維素纖維對(duì)N羥甲基酰胺類(lèi)化合物吸附親和力的大小，決定整理劑是否容易均勻分布于纖維中。常用整理劑如DMEU、2D等對(duì)棉纖維的親和力隨溫度升高而降低，其對(duì)纖維素纖維的親和力比直接染料低，約為直接染料的10%，而且不如活性染料。 由于其親和力低，所以在烘干過(guò)程中，比染料更易發(fā)生泳移（migration），但是因無(wú)色而不易察覺(jué)?？捎孟率龇椒z驗(yàn)，采用熒光增白劑或熒光染料

28、（羅丹明B）處理整理織物，然后在紫外光源下觀察熒光的強(qiáng)度和分布情況。結(jié)果表明，一般采用P-D-C工藝整理的織物，其整理劑的分布十分不均勻，如下圖,整理劑在織物上的分布狀態(tài),反應(yīng)產(chǎn)物,整理劑與纖維素之間的反應(yīng)很復(fù)雜，結(jié)合方式多種多樣， 單分子交聯(lián) ：（I）整理劑可在纖維分子間形成交聯(lián)。 單分子接枝： （II）整理劑在分子上形成支鏈。 多分子交聯(lián) ： （III）和（IV）整理劑可在纖維分子間形成交聯(lián)。 自身縮合： 縮聚成線型或網(wǎng)狀大分子形成沉積在纖維內(nèi)。 單分子交聯(lián)最好，n3的多分子交聯(lián)亦可。 不希望單分子接枝或3的多分子交聯(lián)，因?yàn)榭s聚后交聯(lián)易水解,催化機(jī)理,整理劑與纖維素間的反應(yīng)大多在酸性條件下

29、進(jìn)行。 質(zhì)子催化理論,對(duì)于金屬鹽催化劑如 MgCl2在高溫焙烘時(shí)因無(wú)水，就不可能存在H+，難以解釋,Lewis催化理論,整理劑的反應(yīng)能力（活性,若 R = 給電子基，H2O易脫離而形成穩(wěn)定的碳正離子，交聯(lián)反應(yīng)速度快，反之亦同。 例如：在 pH = 2.5， T = 30 時(shí)DMEU和2D發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng) 速率常數(shù)分別為： KDMEU = 220.710-6 ， k2D = 6.410-6 在 pH = 2.5， T = 40 時(shí)： KDMEU= 276.410 -6 ， k2D = 7.810-6,誘導(dǎo)效應(yīng) 分子內(nèi)H-鍵,整理劑的反應(yīng)能力比較,選用低反應(yīng)性的整理劑，否則易發(fā)生水解反應(yīng)，加入催

30、化劑加速反應(yīng)。 反應(yīng)活性高，水解活性低的整理劑難以制備,第六節(jié) 防皺原理,纖維素纖維織物經(jīng)防皺整理后，其防皺性提高的機(jī)理的研究已有幾十年的歷史，一般認(rèn)為有兩種理論： 樹(shù)脂沉積理論：是一種早期理論，多適用于UF、MF等縮聚型整理劑的整理，認(rèn)為初縮體會(huì)縮聚形成網(wǎng)狀物，處理到纖維上后經(jīng)焙烘進(jìn)入纖維的無(wú)定型區(qū)或原纖之間，通過(guò)H-鍵和摩擦作用，將纖維分子纏結(jié)，阻礙纖維之間的滑移和運(yùn)動(dòng),共價(jià)交聯(lián)理論：適用于DMEU、2D等交聯(lián)型整理劑的整理。認(rèn)為整理劑在一定條件下可與兩個(gè)纖維分子鏈中的羥基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，將它們連接起來(lái)，加強(qiáng)了纖維之間的側(cè)向作用力，減少大分子鏈之間的滑移，使織物不易變形，變形后易于回復(fù)。 兩

31、種理論對(duì)防皺原理都有一定的解釋作用，可以認(rèn)為，對(duì)于整理劑，兩種理論同時(shí)存在，其中一種理論占有優(yōu)勢(shì)。如對(duì)于UF，可能樹(shù)脂沉積論占主要，而共價(jià)交鏈論則占次要，對(duì)于DMEU則相反,第七節(jié) 防皺整理工藝,干態(tài)交聯(lián)工藝（Dry Cross-linking） DCRA 好，WCRA 差。 濕態(tài)交聯(lián)工藝（Wet Cross-linking） 含濕率 5080 % DCRA差，WCRA 好。 潮態(tài)交聯(lián)工藝（Moist Cross-linking）含濕率 10 %左右 DCRA和WCRA 皆可。 干態(tài)交聯(lián)工藝和濕態(tài)交聯(lián)工藝通常采用浸軋烘干焙烘（PadDryCure PDC）工藝方法實(shí)施。 潮態(tài)交聯(lián)工藝一般的方法

32、：浸軋烘干打卷（室溫）堆置,一般防皺整理工藝,標(biāo)準(zhǔn)工作浴之組成（處方）： 整理劑： N羥甲基酰胺等 催化劑： 金屬鹽類(lèi)等 添加劑： 聚合物類(lèi)等 潤(rùn)濕劑： 非離子表面活性劑 工藝過(guò)程：浸軋烘干焙烘（PadDryCure PDC,整理劑： 提高用量，防皺性改善而強(qiáng)力下降。 與棉纖維相比，粘膠纖維的無(wú)定形區(qū)較大，更易起皺，而交聯(lián)發(fā)生在無(wú)定形區(qū)，故要達(dá)到相同的防皺性，整理劑的用量更大,Important Points,There is a sharp increase in wrinkle recovery with increasing resin level. As bath concentrat

33、ion approaches 7 % DMDHEU (15-20 % commercial product in bath), wrinkle recovery and DP Rating begin to levels-off. Above this level, the rate of improvement is less rapid and only modest gains are obtained with massive amounts of resin,催化劑,通常使用酸性催化劑，既保證工作浴穩(wěn)定，又有催化作用，但酸性不能太強(qiáng)，使整理劑凝聚。 金屬鹽類(lèi)：MgCl2，Zn(NO3

34、)2等。 銨鹽類(lèi)：NH4Cl，NH4NO3等。 酸類(lèi)：檸檬酸，酒石酸等。 協(xié)同催化劑：檸檬酸/ MgCl2.6H2O等。 其中有的催化劑不僅能加平快反應(yīng)，而且能使焙烘溫度降低。 注意催化劑對(duì)織物性能的影響，其中包括因整理劑造成強(qiáng)力下降（暫時(shí)損傷）和因催化劑使纖維降解而造成強(qiáng)力下降（永久損傷,Specific Catalyst and their Use,Free Acids: Mineral acids, citric, tartaric are used when faster cures are wanted. They are also effective on hard to cure

35、 reactants or when curing a t lower temperature. Disadvantages are reduced bath stability, damage to the fiber and increased formaldehyde release. Latent Acids: Ammonium chloride, amine hydrochloride are used to cure U / F and M/F resins when fast, low temperature curing is wanted. Disadvantages are

36、 fabric pH is acidic. Ammonium salts give rise to trimethyl amine, fish odor,Specific Catalyst and their Use,Metal Salts: Magnesium chloride is a mild catalyst that can be used at high temperatures. It is non-corrosive and presents the fewest side reaction problems, e.g. shade change, fiber damage e

37、tc. Zinc nitrate and zinc chloride are more reactive than magnesium chloride. Zinc presents effluent disposal problems. Zinc nitrate cause dye shade changes. Hot Catalyst: Usually a mixture of magnesium chloride and a source of proton such a s citric acid, aluminum chloride, aluminum sulfate or ammo

38、nium chloride. These are used when stronger catalyst are needed,添加劑： 聚硅氧烷乳液：提高CRA，改善強(qiáng)力、手感和耐磨性，易泛黃。 Elastomeric, amino functional and epoxy functional silicones will give a modest boost to DP performance. The elastomeric silicones add resiliency to the fabric improving wrinkle recovery. The amino and

39、 epoxy functional improve fiber and yarn slippage, reducing the transmission of the wrinkling force to the fiber. Also wrinkles will fall out easier. These products are often included with conventional resins to boost performance. 聚乙烯乳液：提高CRA，改善強(qiáng)力、手感和耐磨性，不泛黃。 潤(rùn)濕劑： 非離子表面活性劑如JFC等，促進(jìn)整理劑向織物內(nèi)部滲透,浸軋：軋液率低，

40、軋液要?jiǎng)?，二浸二軋（一軋?qū)趕空氣，二軋去除表面樹(shù)脂均勻滲入），最好使用均勻軋車(chē)，軋液率低，可采用低給液技術(shù)如舔液輥法、泡沫法等，具有節(jié)能意義。 預(yù)烘： 溫度（80-100），要求給熱均勻，溫度應(yīng)稍低，時(shí)間要長(zhǎng)些，防止泳移現(xiàn)象，否則整理劑分布不勻，整理織物強(qiáng)力下降。 焙烘：溫度（120-180），溫度太高，纖維僵硬；太低，交聯(lián)不充分。在120180范圍內(nèi)：每升高10，交聯(lián)反應(yīng)速度可提高0.51倍，溫度高、時(shí)間短，反之亦同，溫度提高，CRA增加。 后處理：水洗、皂洗、氨洗，去除未反應(yīng)物，付產(chǎn)物，如三甲胺，魚(yú)腥味致癌物等,Crease Recovery versus Curing Temperatu

41、re,U/F and DMEU fall into the easy to cure category. Curing starts as soon a s the fabric is dry. These reagents would not be suitable for delay cure where one needs the resin to remain unreacted until after the garment is made and pressed. DMDHEU fall in the hard to cure category where curing tempe

42、ratures must exceed 130C. DMDHEU has been successfully used in delay cure applications,The relationship between crease recovery and temperature of cure,快速整理工藝 整理劑：應(yīng)在高溫下反應(yīng)快，含醛低，多用2D、DMEU。 催化劑：高效性，如協(xié)同催化劑，氟硼酸鈉/檸檬酸三銨/氯化鎂。 焙烘：高溫快速，170180，21min, 后處理：有時(shí)可不進(jìn)行后水洗等。 耐久壓燙整理工藝 主要用于服裝折裥整理 預(yù)焙烘工藝(Pre-cure process，P

43、C工藝) 浸軋烘干預(yù)焙烘（后處理）剪裁縫制壓燙成衣 延遲焙烘工藝(Delayed-cure process，DC工藝) 浸軋烘干成色裁剪縫制壓燙焙烘成品,第八節(jié) 防皺整理織物的質(zhì)量,干、濕防皺性能（DCRA OR WCRA) 整理后，織物防皺性提高，不同纖維織物的性能亦有所不同，在相同的整理劑用量條件下，粘膠纖維織物的防皺性低于棉纖維織物。原因：粘膠纖維的無(wú)定形區(qū)大，而交聯(lián)發(fā)生在無(wú)定形區(qū)，故要達(dá)到相同的防皺性，整理劑用量要大，有時(shí)甚至達(dá)到2倍。 棉織物：濕/干防皺性（WCRA/DCRA) = 0.9 粘膠織物：濕/干防皺性（ WCRA/DCRA) = 0.550.75 原因：干態(tài)交聯(lián)使得無(wú)定形

44、區(qū)有大量的交聯(lián)鍵和H-鍵，濕潤(rùn)時(shí)交 聯(lián)鍵，尤其是H-鍵被破壞,主要機(jī)械性能,斷裂強(qiáng)度和斷裂延伸度 棉與粘膠纖維在整理后強(qiáng)度變化不同，棉纖維內(nèi)羥基多，側(cè)向作用力大，聚合度高，分子鏈長(zhǎng)，其斷裂機(jī)理主要表現(xiàn)為主鏈斷裂，整理后，交聯(lián)及其相互移動(dòng)性變差，負(fù)擔(dān)外力情況更不均勻，產(chǎn)生更強(qiáng)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，織物強(qiáng)度大為下降,粘膠纖維羥基少，側(cè)向作用力較小，聚合度低，受力后的斷裂機(jī)理主要表現(xiàn)為大分子間發(fā)生滑移，整理后交聯(lián)使分子間作用力增加，分子間滑移性降低，強(qiáng)度提高。但是，當(dāng)整理劑濃度增大到一定程度時(shí)，交聯(lián)程度達(dá)到一定時(shí)，其斷裂強(qiáng)度亦要下降，斷裂機(jī)理由大分子間滑移轉(zhuǎn)變?yōu)橹麈湐嗔选?在酸性條件下，纖維的酸水解導(dǎo)致強(qiáng)

45、度下降，但下降程度十分有限，如強(qiáng)度降7%， 其中6.5%（物理性）， 0.5%（化學(xué)性）。 交聯(lián)后斷裂延伸度下降，嚴(yán)重者達(dá)50%，主要是分子間滑移性差，纖維隨外力變化而發(fā)生形變能力降低所致,Points to Consider Losses in physical properties due to rigidification of the fiber are unavoidable. Losses in strength due to cross-links can be recovered by a mild acid strip. Boiling for one hour in 1%

46、phosphoric acid buffered with urea will remove almost all cross-links and restore about 70% of the lost strength. Catalyst damage also lead to losses in physical properties. That portion of the loss not recovered by the acid strip was the damage of the cellulose backbone by the catalyst. Ways t o mi

47、nimize this damage is to avoid overly strong catalyst and to avoid over curing. Tensile strength is directly proportional to fiber damage. Tearing strength however, is affected by fiber damage and fabric stiffness. Stiff fabrics tear more easily than softer ones even if the fiber strength is not low

48、ered,撕破強(qiáng)度 棉織物或粘膠經(jīng)整理后，撕破強(qiáng)力下降，如圖所示，交聯(lián)使分子鏈間的滑移性降低，撕裂時(shí)，承受外力的紗的數(shù)量減少，添加劑可使滑移性提高，紗線易于滑移，集中一體，承受外力，撕破強(qiáng)度得到改善,耐磨性,整理后耐磨性下降，主要是由于纖維的強(qiáng)韌度降低所致。 平磨：纖維與其它物體表面摩擦。 曲磨：由彎曲而引起纖維、紗線之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦。 加入熱 塑性樹(shù)脂可使平磨提高。 加入柔軟劑可使曲磨改善,耐洗性,主要取決于交聯(lián)鍵的穩(wěn)定性，主要指耐酸水解、堿水解、氯損和吸氯泛黃等。 耐酸水解性,若R為給電子基，則其易形成碳正離子，凡與纖維反應(yīng)快的整理劑，愈易發(fā)生水解反應(yīng),耐堿水解性,整理劑分子結(jié)構(gòu)

49、中是否含有 -NH- 是堿水解的前提條件， 對(duì)于2D和DMEU等，因其無(wú)此結(jié)構(gòu)，不能生成酰胺負(fù)離子，故具有耐堿水解性,耐氯性,洗氯泛黃：吸收水中的含氯物質(zhì)（NaClO)，反應(yīng)生成黃色產(chǎn)物。 氯損：在濕熱（熨燙）條件下反應(yīng)生成鹽酸和活性氧使纖維受到損傷,在前處理時(shí)漂白后應(yīng)脫氯，否則在防皺整理中易發(fā)生氯損。 DMU和 TMM等具有 -NH- 易吸氯，而不具備此結(jié)構(gòu)者也可以通過(guò)反應(yīng)生成此結(jié)構(gòu)，同樣發(fā)生吸氯,Chlorine Resistance,The term chlorine resistance encompasses two problems, yellowing of fabric by

50、the bleach and tendering (strength loss). Nitrogenous finishes will react with hypochlorite bleaches to form a reaction product (chloramides) that decomposes with heat. These chloramides liberate hydrochloric acid which degrade cellulose. Fabric develops the characteristic scorched look and the fibe

51、rs become very weak. Residual -NH groups are responsible for the formation of chloramides. Resins and reactants with residual -NH groups and cross-links that hydrolyze in laundering are especially prone to pick-up chlorine from a bleach bath. Both tendering and scorching are caused by the breakdown

52、of the chloramide with heat to form hydrochloric acid,Fabric Odor,Finished fabrics are beset by two types of odors, fish odor and formaldehyde odors. Some overcured fabrics develop an unpleasant burnt or fish odor. Fish odor is trimethyl amine which is produced by the reaction of free formaldehyde w

53、ith ammonia. Overcuring causes urea based chemicals to break down into ammonia and carbon dioxide so this is one source of ammonia. NH4Cl is a popular catalyst and is also a source of ammonia. The reactions that take place are believed to be,While trimethyl amine is a volatile gas, its formate salt

54、is not. It will be trapped in the fabric and dissociate very slowly with time and humidity. Oftentimes, consumer products (drapes, comforters etc.) are shipped in sealed plastic bags. When these are first opened, a mal-odor emanates from the cloth. With time, in the open, the odor will disappear. Th

55、e mal-odor is a combination of trimethyl amine and formaldehyde. Formaldehyde causes eyes to water and nasal irritation. A simple way of checking for fish odor is to place several drops of a sodium carbonate solution on the fabric, wad it up in your hands and rub it vigorously. Any amine odor will e

56、asily be detected by smell. Scouring the fabric with alkali will permanently remove this type of odor,第九節(jié) 防皺整理的研究方向,降低釋放甲醛 整理劑及其水解物產(chǎn)生的甲醛問(wèn)題使消費(fèi)安全性降低，即在服裝加工及使用時(shí)甲醛作為一種污染物對(duì)人體皮膚和黏膜等有刺激作用，導(dǎo)致病變，甚至癌癥。世界各國(guó)紛紛制定法律加以限制。 釋放甲醛的由來(lái)及主要影響因素,釋放甲醛的構(gòu)成,釋放甲醛：對(duì)于整理織物而言，一方面是整理劑中的游離甲醛，另一方面是交聯(lián)或高聚物水解后釋放出的甲醛，統(tǒng)稱為釋放甲醛。 影響因素：初縮體、催化劑

57、、交聯(lián)方式和反應(yīng)程度。 最重要的因素：整理劑的水解穩(wěn)定性、游離甲醛含量和催戶籍的種類(lèi)與用量。 降低釋放甲醛的方法 選擇合適的整理劑 DMU和DMEU等整理劑水解穩(wěn)定性差，2D水解穩(wěn)定性好，但仍導(dǎo)致一定的釋放甲醛，醚化2D為低甲醛整理劑，釋放甲醛量較低,低甲醛整理劑,醚化2D,2D與改性2D的比較,無(wú)甲醛整理劑,DMeDHEU BTCA（丁烷四羧酸,加強(qiáng)交聯(lián)反應(yīng)條件 焙烘溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)使-N-CH2OH的轉(zhuǎn)化率提高，整理織物的甲醛釋放量下降。 采用高效復(fù)合催化劑 用量適中，用量低反應(yīng)不充分；用量高會(huì)使整理劑易水解。 添加甲醛捕捉劑 多元醇和肼類(lèi)物質(zhì)等能夠有效減少整理織物的甲醛釋放量。

58、加強(qiáng)后處理（水洗、皂洗等） 改善物理機(jī)械性能（強(qiáng)力、耐磨性、手感等,THE END,董 永 春 教授 紡 織 學(xué) 院 天 津 工 業(yè) 大 學(xué),染 整 工 藝 原 理紡織物的前處理和后整理,第八章 拒水拒油整理和易去污整理,拒水拒油整理和易去污整理：通過(guò)不同整理劑的處理改變整理織物的表面性能，但是其仍然具有透濕透氣性能。 拒水整理：加工對(duì)象是棉、羊毛和合纖織物，使整理織物的表面性能從親水性轉(zhuǎn)化為疏水性（表面張力低于水的表面張力）。 拒油整理：加工對(duì)象是棉、羊毛和合纖織物，使整理織物的表面性能轉(zhuǎn)化為疏油性（表面張力低于油的表面張力）。 易去污整理：加工對(duì)象是主要是合纖織物，提高整理織物在水中的親水

59、性,第一節(jié) 拒水整理 拒水原理 Young氏公式：ls+l c os=s （1） cos= (s ls)/ l （2） 若升高則拒水（=180完全拒水 ）；若降低則潤(rùn)濕則（= 0徹底潤(rùn)濕）。 水的表面張力通常是 7.210-2 N/m 棉織物的表面張力通常高于 7.210-2 N/m 精練后其表面張力約為 0.0028 N/m 0，則0 。 拒水整理后，因l 為常數(shù)，s，ls ，則 cos,粘著功 Wsl ：指分離單位液固接觸面積所需要的功。 Wsl = (s +l) - sl （3） 因s，ls ， 故 Wsl 表現(xiàn)為拒水（液體易于分離）。 將（1）和（3）合并， Wsl =l +l cos

60、=l（ cos +1） 拒水時(shí)，當(dāng)180時(shí)，cos-1 ，Wsl0,臨界表面張力（Critical Surface Tension - CST ） 將一系列不同濃度的表面活性劑溶液滴在特定的固體表面，然后測(cè)定cos和l， 組成下圖，再外推到cos=1，c = l 。 故固體的臨界表面張力可定義為：以外推法求得，當(dāng)cos=1時(shí)，即完全潤(rùn)濕固體的液體的表面張力。 當(dāng)cos=1時(shí)， s = ls+l cos = ls + c ，故 c =s ls (4) 將(4)代入(2)中：cos=（ s ls)/ l = c / l (5) c愈低，拒水性愈強(qiáng)，亦可以 (4) 式分析： 拒水整理后，s，ls，即