紡織品用交聯(lián)劑的應(yīng)用

1、紡織品用交聯(lián)劑的應(yīng)用1、用于纖維素纖維和蛋白質(zhì)纖維的抗皺整理；2、在裝飾織物硬挺整理中，用于提高硬度和耐久牢度；3、在涂料印花色漿中，用于改善涂料印花的摩擦牢度；4、用于羊毛的處理，可賦予纖維防氈縮性能；5、在纖維改性中，增強(qiáng)纖維與染料的反應(yīng)性，形成共價(jià)鍵結(jié)合，達(dá)到提高染色牢度的目的紡織品用交聯(lián)劑的分類(lèi)：1、酰胺-甲醛類(lèi)交聯(lián)劑抗皺劑為了改善紡織品的抗皺性，從20世紀(jì)30年代開(kāi)始，人們采用三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂。脲醛樹(shù)脂和三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂主要是通過(guò)高溫焙烘，在織物上形成網(wǎng)狀縮聚物并沉積于纖維中，很少與纖維素羥基發(fā)生交聯(lián)，其工作液不穩(wěn)定，分子質(zhì)量會(huì)越聚越大，溶液的粘度也越來(lái)越大，抗皺效果不理想。隨后

2、出現(xiàn)了真正意義上的交聯(lián)劑-二羥甲基乙烯脲(DMEU)，其分子上含有2個(gè)N-羥甲基(反應(yīng)性基團(tuán))，可使纖維大分子得到較好的交聯(lián)。其溶液具有較好的穩(wěn)定性，整理產(chǎn)品的抗皺性、耐洗性均有明顯提高。在DMEU之后，出現(xiàn)了一系列N-羥甲基酰胺類(lèi)交聯(lián)劑，其中最有代表性的是二羥甲基二羥基乙烯脲(DMDHEU，常被稱(chēng)為2D樹(shù)脂)。這種交聯(lián)劑儲(chǔ)存性能穩(wěn)定，交聯(lián)效果理想，同時(shí)制備原料易得、操作簡(jiǎn)便、成本低廉，至今仍大量用于織物免燙整理。此類(lèi)交聯(lián)劑最大的缺點(diǎn)是在生產(chǎn)、儲(chǔ)存過(guò)程中以及經(jīng)其處理后的織物在服用過(guò)程中會(huì)釋放出甲醛，而甲醛是被懷疑有致癌作用的化合物。為了降低2D樹(shù)脂的甲醛釋放量，人們將2D樹(shù)脂分子中的羥甲基用醇

3、類(lèi)化合物(如甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇和多元醇等)進(jìn)行醚化，醚化樹(shù)脂雖然降低了甲醛釋放量，提高了耐久性，減輕了吸氯、氯損和泛黃現(xiàn)象，但醚化樹(shù)脂的活性低于2D樹(shù)脂，使抗皺和耐久壓燙等級(jí)降低。2、脲醛類(lèi)交聯(lián)劑硬挺整理劑脲醛樹(shù)脂作為硬挺整理劑，由于其具有原料易得、成本低廉、顏色淺、固化速度快和整理后織物硬挺度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，但經(jīng)其整理的織物存在手感粗糙、彈性差、縮水率大、耐洗牢度差、耐沸水性差、整理劑貯存穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，尤其是游離甲醛含量超標(biāo)，對(duì)生產(chǎn)者和使用者的傷害較大。六羥甲基化的三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱(chēng)六羥樹(shù)脂)作襯布硬挺劑，整理過(guò)的襯布硬挺度適中，縮水率、彈性、手感等均較好，缺點(diǎn)是襯布容易

4、吸潮，硬挺度下降，價(jià)格較高，穩(wěn)定性差。為了克服六羥樹(shù)脂的缺點(diǎn)，段新峰等合成了新型的超低甲醛硬挺整理劑WD-2、WD-3。六羥樹(shù)脂醚化后，在一定程度上降低了游離甲醛的含量。為了滿(mǎn)足出口襯布的更高要求，在一定溫度下抽真空和添加甲醛捕獲劑DF-460，使樹(shù)脂溶液中的游離甲醛量更低，從而降低布面殘留甲醛。 3、多元羧酸類(lèi)交聯(lián)劑防皺整理多元羧酸類(lèi)交聯(lián)劑用于棉織物的防皺整理，始于20世紀(jì)60年代，等人用多元羧酸與纖維素分子上的羥基進(jìn)行酯化交聯(lián)，但效果不佳，主要原因是選用強(qiáng)酸作催化劑，處理后織物強(qiáng)力損失過(guò)大，水洗牢度很差等原因而進(jìn)展不大。1988年ClarkM。Welch用磷酸鹽催化多元羧酸與棉纖

5、維進(jìn)行有效的酯化交聯(lián)，整理后的棉織物獲得了較好的免燙抗皺效果。此類(lèi)交聯(lián)劑應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，如Lyocell織物的抗原纖化整理以及粘膠纖維的交聯(lián)改性等。其中1，2，3，4-四羧酸丁烷(BTCA)被認(rèn)為是一種最有效的交聯(lián)劑。BTCA在棉織物上獲得很好的整理效果，DP級(jí)(4。5級(jí)以上)、白度、耐洗牢度、強(qiáng)力保留率等指標(biāo)都比較滿(mǎn)意，但由于價(jià)格昂貴(在國(guó)際市場(chǎng)上，BTCA的價(jià)格約是DMDHEU的10倍)、水溶性低而影響其使用。而且其所需的催化劑次磷酸鈉屬于含磷化合物，易引起江河湖水中藻類(lèi)物質(zhì)生長(zhǎng)旺盛，造成環(huán)境污染，同時(shí)，次磷酸鈉在焙烘時(shí)易形成有毒的膦類(lèi)物質(zhì)，并有可燃?xì)怏w形成。價(jià)格低廉又比較安全的檸檬酸(

6、CA)雖然無(wú)毒，使用安全，但卻存在整理品泛黃、耐洗牢度差等缺點(diǎn)，使應(yīng)用受到一定限制。其他類(lèi)型的多元羧酸如馬來(lái)酸、蘋(píng)果酸、衣康酸、丙烯三羧酸(烏頭酸)、酒石酸等，其本身不作為交聯(lián)劑，而較為常用的是聚羧酸類(lèi)交聯(lián)劑，如聚馬來(lái)酸和聚馬來(lái)酸-乙烯醇-丙烯酸等。邢鐵玲采用馬來(lái)酸、衣康酸為單體制得一種聚多元羧酸整理劑，并將其用于柞絲綢織物整理，結(jié)果表明，較低分子質(zhì)量聚合物整理織物的折皺回復(fù)性就很好。與BTCA相比，聚馬來(lái)酸、聚馬來(lái)酸-乙烯醇-丙烯酸的免燙效果略差，但與2D樹(shù)脂相比，其較高的耐久壓燙等級(jí)、強(qiáng)力保留值及耐水洗性、低廉的價(jià)格，使其具有較好的應(yīng)用前景。 4、環(huán)氧化合物交聯(lián)劑印花交聯(lián)劑環(huán)氧化

7、合物交聯(lián)劑作為印花交聯(lián)劑，含有2個(gè)或多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，可通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)與纖維上含有活潑氫的基團(tuán)(如羥基、氨基等)發(fā)生共價(jià)交聯(lián)。環(huán)氧類(lèi)交聯(lián)劑對(duì)棉織物的抗皺效果不如2D樹(shù)脂，但整理后真絲織物的防皺、防縮性和耐水解穩(wěn)定性較好，濕抗皺性突出。對(duì)苧麻纖維環(huán)氧改性處理后，纖維的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)得到提高。ChengH等人研制了一種陽(yáng)荷性的水溶性環(huán)氧交聯(lián)劑EPTA，用EPTA處理后的真絲綢濕彈性回復(fù)角從處理前的200°提高到280°，而且該交聯(lián)劑的陽(yáng)荷性使真絲織物對(duì)酸性染料的上染速率和吸盡率明顯提高。三聚氰酸三縮水甘油酯(TGIC)是戶(hù)外用交聯(lián)劑，大量地與帶羧基聚酯樹(shù)脂并用，但因TGIC有一定

8、致癌作用而使其應(yīng)用受到限制。環(huán)氧類(lèi)交聯(lián)劑在涂料印花色漿中的應(yīng)用早已為人所知，它能與印漿中的反應(yīng)性粘合劑交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的皮膜，從而提高涂料印花的摩擦牢度，并有助于提高印花均勻性及得色量。此類(lèi)交聯(lián)劑的典型代表是交聯(lián)劑EH，分子式如下：環(huán)氧類(lèi)交聯(lián)劑的缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差，交聯(lián)后織物的手感較差，價(jià)格也較高，尚需進(jìn)一步研究改進(jìn)。 5、氮丙環(huán)類(lèi)交聯(lián)劑抗皺、防縮氮丙環(huán)是一種含氮的三元環(huán)化合物，又稱(chēng)為乙撐亞胺、亞甲基亞胺、丙啶等，是一種反應(yīng)能力很強(qiáng)的三元環(huán)化合物，與織物中的氨基、羧基、羥基等基團(tuán)反應(yīng)，可以提高織物的抗皺、防縮性能；與粘合劑、涂層膠中的羧基、羥基、氨基等反應(yīng)可提高干、濕摩擦牢度及耐皂洗性能

9、。此類(lèi)化合物用作交聯(lián)劑與纖維素纖維形成交聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)式如下：由于合成此類(lèi)交聯(lián)劑所需的中間體沸點(diǎn)低、易揮發(fā)、毒性大，對(duì)眼、鼻、喉等有強(qiáng)烈的刺激作用，與之接觸，會(huì)立即在皮膚上引起水泡，有強(qiáng)腐蝕性和一定致癌作用，且價(jià)格較高，因此應(yīng)用受到限制。而此類(lèi)交聯(lián)劑本身毒性較小，若能改進(jìn)合成路線(xiàn)與工藝，控制原料毒性和降低生產(chǎn)成本，將會(huì)使其有較好發(fā)展前景。 6、反應(yīng)性有機(jī)硅類(lèi)交聯(lián)劑抗皺、透氣、手感、抗拉強(qiáng)力、耐磨帶有反應(yīng)性基團(tuán)(如硅醇基、乙烯基、環(huán)氧基、氨基等)的有機(jī)硅不僅賦予織物抗皺性，而且可改善手感和透氣性，提高織物抗撕破強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度和耐磨性。一般交聯(lián)程度越高，整理織物的彈性和抗皺性越好，但單獨(dú)用

10、有機(jī)硅整理，目前尚不能達(dá)到耐久壓燙的要求，而且成本高。王建明等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)含環(huán)氧基、巰基、氨基和羥基等的有機(jī)硅處理的真絲織物，其皂洗前后的干、濕折皺回復(fù)角都有不同程度的提高，其中含有雙環(huán)氧基有機(jī)硅和雙氨基有機(jī)硅效果最為顯著。但雙氨基有機(jī)硅處理后真絲織物有泛黃現(xiàn)象。目前，在織物防皺防縮整理中，有機(jī)硅作為樹(shù)脂交聯(lián)劑的輔助添加劑出現(xiàn)在整理液中，多數(shù)充當(dāng)改善手感和提高柔軟性的角色。若采用雙醛與多元醇制成半縮醛作為交聯(lián)劑與聚醚、環(huán)氧聚醚改性硅油配合，在較溫和的條件下對(duì)棉織物進(jìn)行整理，可得到防皺性能優(yōu)良、強(qiáng)力降低較小，且柔軟親水的免燙整理織物(全棉府綢的緩彈回復(fù)角達(dá)310°，平均強(qiáng)力降低33。5

11、%)。此外，由于反應(yīng)性有機(jī)硅可與纖維反應(yīng)生成牢固的共價(jià)鍵，再結(jié)合有機(jī)硅的拒水性、柔軟性、彈性、平滑性，以及改性有機(jī)硅的抗靜電性、親水性、防熔融性等性能，可有目的地對(duì)織物進(jìn)行多功能耐久性整理。所以，這一領(lǐng)域應(yīng)注意研究交聯(lián)劑的復(fù)配技術(shù)。 7、乙烯砜類(lèi)交聯(lián)劑濕折皺回復(fù)性和尺寸穩(wěn)定性雙乙烯砜在堿性介質(zhì)中和常溫下處理的織物具有良好的濕折皺回復(fù)性和尺寸穩(wěn)定性，不含甲醛、不發(fā)生吸氯脆損。但由于雙乙烯砜本身的毒性非常強(qiáng)，臭味大并有催淚的刺激性，故難以實(shí)際應(yīng)用。為此，研究人員開(kāi)始使用它的原料雙羥乙基砜或雙磺乙基砜等，它們?cè)趬A性加熱條件下與纖維素纖維分子通過(guò)-消除親核加成反應(yīng)生成共價(jià)鍵交聯(lián)：此類(lèi)交聯(lián)劑的

12、合成工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，干濕折皺回復(fù)性?xún)?yōu)良，耐洗穩(wěn)定性超過(guò)2D樹(shù)脂;其缺點(diǎn)是會(huì)使某些染料的色光發(fā)生變化，而且在堿性高溫情況下纖維易出現(xiàn)泛黃現(xiàn)象。如在處理浴中添加硼化物，可明顯抑制泛黃。陳益人等用此類(lèi)交聯(lián)劑進(jìn)行苧麻織物免燙整理，采用硼酸作纖維泛黃抑制劑，發(fā)現(xiàn)隨硼酸用量增加，織物白度增加，但折皺回復(fù)角下降。 8、1，3，5-三丙烯酰胺六氫化均三嗪交聯(lián)劑固色劑、印花交聯(lián)劑1，3，5-三丙烯酰胺六氫化均三嗪交聯(lián)劑(FAP)分子上含有3個(gè)同等活性的雙鍵，結(jié)構(gòu)式如下：最初是20世紀(jì)60年代由BASF公司作為交聯(lián)染料Basazol(含磺?；幕钚匀玖?的固色劑而推出的，其商品牌號(hào)為固色劑P。FAP

13、可以在堿性條件下打開(kāi)雙鍵，在交聯(lián)染料和纖維素分子之間發(fā)生共價(jià)交聯(lián)，可大大提高染料的固色率和色織物的濕處理牢度。除用于棉織物的交聯(lián)染色外，F(xiàn)AP也可用于尼龍織物和羊毛織物的交聯(lián)染色過(guò)程。采用4%(owf)FAP交聯(lián)染色羊毛，竭染率98%、反應(yīng)率100%、固色率98%，染色后織物的水洗牢度45級(jí)，汗?jié)n牢度45級(jí)，日曬牢度5級(jí)，染色性能較傳統(tǒng)染色法有很大提高。后來(lái)，F(xiàn)AP被用于織物抗皺整理中。在整理浴中添加芒硝、氯化鈉，經(jīng)濕式處理，棉布可獲得較高的干防皺性和優(yōu)良的防縮效果。FAP的主要缺點(diǎn):(1)對(duì)纖維的直接性差，用作固色劑時(shí)只適于軋染和印花；(2)水溶性差，尤其是在低溫條件下溶解困難。DMLewi

14、s通過(guò)加入氨水的方法解決了該交聯(lián)劑的溶解問(wèn)題，并將其用于棉織物抗皺整理。研究表明，F(xiàn)AP可在堿性條件下通過(guò)浸軋烘干汽蒸工藝與纖維素分子交聯(lián)，免燙效果不低于2D樹(shù)脂，其DP級(jí)甚至高于2D樹(shù)脂。 9、乙二醛交聯(lián)劑防皺、防縮乙二醛是一種簡(jiǎn)便易得的非甲醛類(lèi)整理劑，在硫酸鋁催化作用下，用乙二醛溶液經(jīng)浸軋烘干焙烘工藝處理棉織物或真絲織物，可使織物獲得防皺防縮效果。乙二醛分子中2個(gè)醛基先與棉纖維分子的羥基反應(yīng)生成半縮醛，再進(jìn)一步反應(yīng)生成縮醛，最終結(jié)果通過(guò)亞甲基醚鍵將纖維分子連接在一起，反應(yīng)式如下：:可見(jiàn)，1個(gè)乙二醛分子最多與4個(gè)纖維素分子交聯(lián)。研究表明，乙二醛整理后棉織物的折皺回復(fù)角可提高154%

15、，強(qiáng)力損失率為42.5%，較2D樹(shù)脂效果好。絲纖維有羥基、氨基等反應(yīng)性基團(tuán)，能與乙二醛發(fā)生反應(yīng)形成半縮醛式或氨醇式結(jié)構(gòu)的交聯(lián)，減少了纖維大分子之間的滑移，表現(xiàn)為抗皺性增強(qiáng)。它們的反應(yīng)機(jī)理如下:(1)與羥基反應(yīng)：(2)與氨基反應(yīng)：乙二醛的主要缺點(diǎn)是泛黃嚴(yán)重，織物強(qiáng)力損失嚴(yán)重，加入乙二醇形成乙縮醛可抑制泛黃，但會(huì)降低織物的折皺回復(fù)性。張廣知用乙二醛作為棉織物的整理劑時(shí)，選用氯化鎂作催化劑，檸檬酸作催化活化劑，且m(氯化鎂)：m檸檬酸(不含結(jié)晶水)=1：0。75時(shí)，整理效果較理想，處理后織物彈性大大提高，強(qiáng)力下降較少。 10、水性聚氨酯類(lèi)交聯(lián)劑耐磨性、抗皺性、回彈性、通透性、耐水性和耐熱性

16、聚氨酯從20世紀(jì)30年代開(kāi)始發(fā)展，而在50年代就有少量水性聚氨酯的研究，如1953年DuPont公司的研究人員將端異氰酸酯基團(tuán)聚氨酯預(yù)聚體的甲苯溶液分散于水中，用二元胺擴(kuò)鏈，合成了聚氨酯乳液。國(guó)外自20世紀(jì)60年代就已把聚氨酯應(yīng)用到織物后整理上，特別是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的水性聚氨酯，具有無(wú)毒、不污染環(huán)境、安全方便、不易損傷被涂飾表面、易操作和易改性等優(yōu)點(diǎn)，使得它在織物、皮革涂飾及粘合劑等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。水性聚氨酯對(duì)天然纖維和合纖織物的成膜性好，粘接強(qiáng)度高，能賦予織物柔軟豐滿(mǎn)的手感，改善織物的耐磨性、抗皺性、回彈性、通透性、耐水性和耐熱性等，在紡織行業(yè)中很受歡迎。水性聚氨酯含有活潑性

17、端基異氰酸酯基(NCO)，能跟許多類(lèi)含活性氫的化合物反應(yīng)。合成水性聚氨酯交聯(lián)劑的關(guān)鍵是要加入封閉劑進(jìn)行封端反應(yīng)，以避免NCO遇水反應(yīng)而失去活性。在焙烘加熱條件下，封閉型聚氨酯預(yù)聚體發(fā)生解封，脫去封閉劑，其N(xiāo)CO復(fù)出，聚氨酯大分子間可以發(fā)生加成反應(yīng)或與纖維分子中的OH、NH2反應(yīng)，在織物上形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而起到增強(qiáng)纖維分子的“身骨”作用，賦予織物耐久的抗皺性能和彈性。查劉生等人用亞硫酸氫鈉作為封端劑，制備了無(wú)色透明的水性聚氨酯，用作羊毛纖維的防氈縮劑，防縮效果達(dá)到國(guó)際羊毛局規(guī)定的機(jī)可洗標(biāo)準(zhǔn)。周向東等曾用亞硫酸氫鈉為封端劑合成了水性封端異氰酸酯交聯(lián)劑，并將其用于真絲織物的防水防油整理，水洗10次后防水防油性較好，斷裂強(qiáng)力、白度和手感稍有下降。水性聚氨酯可用于織物的防皺防縮、防污抗靜電、柔軟、防水透濕和仿麂皮整理等，具有較好的成膜性和彈性，手感滑爽豐厚。HongxiaPan將其用于毛絨的涂層整理可以獲得比聚丙烯酸酯樹(shù)脂更好的手感和粘附性。水性聚氨酯用于真絲織物整理，可獲得良好的洗可穿性。但聚氨酯用于耐久壓燙整理的效果還很不理想，而且耐高溫(>180)穩(wěn)定性差，易產(chǎn)生泛黃現(xiàn)象，因此不宜單獨(dú)用作抗皺整理劑。若其與N-羥甲基化合物復(fù)配使用，能大大提高整理織物的折皺回復(fù)性和耐磨性能，并賦