【集萃網(wǎng)觀察】0.前言
目前國內(nèi)外紡織工業(yè)對織物或服裝進(jìn)行的免燙整理大多使用2D樹脂，它屬于N?羥甲基酰胺類交聯(lián)劑［1］，免燙性能很好，但整理劑含有游離甲醛，且整理后織物也有甲醛釋放的問題。隨著世界各國對環(huán)保和人體健康問題的日益重視，紡織工業(yè)濕加工中某些對環(huán)境和健康有影響的處理面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。甲醛是高度活性的，濃度高時(shí)有毒且刺激粘膜組織［2］。許多國家對工作場所和織物上甲醛的濃度制定了法律加以限制。如德國規(guī)定，織物上游離甲醛含量不能超過1500ppm，工作場所空氣中甲醛的濃度應(yīng)在0.5ppm以下，在廢氣中小于20mg/m３;日本規(guī)定織物上甲醛含量外衣小于1000ppm，中衣、襯衣小于300ppm，內(nèi)衣小于75ppm,兒童服裝應(yīng)不含游離甲醛;美國要求所有服裝的游離甲醛含量均小于500ppm。國內(nèi)外在無甲醛交聯(lián)劑的研究上作了大量工作，如用丁烷四羧酸［3-5］、檸檬酸［6］、聚馬來酸［3，7-10］等多元酸或其他非甲醛類化學(xué)品對織物進(jìn)行整理，但往往帶來成本太高，或織物泛黃，或強(qiáng)力損失太大的缺點(diǎn)。
本研究對戊二醛作為純棉耐久免燙整理劑的可行性進(jìn)行了探討，詳細(xì)研究了戊二醛濃度、催化劑系統(tǒng)及整理的工藝條件，并與改性2D樹脂及無甲醛樹脂DHDMI的整理效果進(jìn)行了比較，取得了較為滿意的效果。
1.實(shí)驗(yàn)
1.1實(shí)驗(yàn)材料
試驗(yàn)織物使用經(jīng)退、煮、漂后的100%純棉細(xì)布，重量3.8oz/yard?２，由美國Spring Industries公司提供。戊二醛(含固量50%)由美國Union Carbide公司提供，經(jīng)2D改性的低甲醛整理劑FREEZER 880(含固量42%)、無甲醛整理劑FREEZER NFR(DHDMI，含固量44%)和催化劑FREECAT 9(氯化鎂和氯化鋁混合水溶液)均由美國Freedom Chemical公司提供。氯化鎂、檸檬酸、酒石酸、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉等均為試劑。
1.2織物整理
織物于室溫下浸軋含有整理劑和催化劑的溶液，二浸二軋，軋余率100±2%，80℃預(yù)烘3分鐘，而后于不同的溫度焙烘不同的時(shí)間，最后經(jīng)一次家庭洗滌，測試各項(xiàng)性能。
1.3測試方法
整理后織物分別根據(jù)AATCC測試方法標(biāo)準(zhǔn)66?1998、128?1994、110?1995及ASTM標(biāo)準(zhǔn)方法D5035?95、D2261?96測試織物的DP等級(jí)、折皺回復(fù)角、撕破強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)力、耐曲磨性、耐洗性及織物白度。
2.結(jié)果與討論
戊二醛在水溶液中的水解方程式由Earl B.Whipple給出［11］;
戊二醛溶液中含有相等數(shù)量的半水合物、二水合物和環(huán)狀半縮醛。一個(gè)戊二醛分子有兩個(gè)醛基，可以和纖維素大分子上的羥基形成半縮醛和縮醛，從而提高織物的回復(fù)性能。
2.1不同催化劑濃度的影響
首先研究了不同氯化鎂濃度對織物各項(xiàng)性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
從表1可以看出，氯化鎂作為戊二醛與棉纖維交聯(lián)反應(yīng)的催化劑，其濃度對整理織物的效果有較大影響，在0.25～2%范圍內(nèi)，隨催化劑濃度的提高，DP等級(jí)和折皺回復(fù)角呈增加趨勢，而強(qiáng)力呈降低趨勢，同時(shí)，織物白度也隨之降低。這說明在選定整理劑濃度下，催化劑用量多，則催化效率高，整理劑固著率高。綜合考慮折皺回復(fù)性及強(qiáng)力損失，氯化鎂用量在?0.75%時(shí)性能較佳。
2.2混合催化劑濃度的影響
用酒石酸代替部分氯化鎂，改變不同混合比，試驗(yàn)結(jié)果見表2。
使用混合催化劑，催化效率發(fā)生變化。隨酒石酸用量和增加，在0.025～0.063%范圍內(nèi)，折皺回復(fù)性反而降低;繼續(xù)增加酒石用量，折皺回復(fù)性提高，但織物的強(qiáng)力也隨之降低。可以推知，整理液pH值在3.0～4.0范圍內(nèi)，不利于戊二醛和纖維素的交聯(lián)反應(yīng)。
表1 不同氯化鎂濃度的影響。
注：ZK()固定條件：戊二醛(40%)8%(owb);烘干：80℃，3min;焙烘：160℃，3min
表2 混合催化劑不同混合比的影響。
注：1、* =mol/mol 2、固定條件同表1注
表3 不同混合催化劑的作用。
注：1、氯化鎂0.75%(owb)，2、 * =(mol/mol) 3、其它條件同表1注
表4 不同pH值的影響。
注：氯化鎂0.75%(owb)，其它條件同表1注。
2.3不同種類混合催化劑的作用比較
選擇檸檬酸和酒石酸與氯化鎂混合作為催化劑，比較它們的催化作用，試驗(yàn)結(jié)果見表3。檸檬酸的酸性比酒石酸強(qiáng)，因此整理液pH要低，兩種活化劑得到的折皺回復(fù)性差不多，但DP等級(jí)均不如單獨(dú)使用氯化鎂的效果，且織物強(qiáng)力損失加大，故從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，單獨(dú)使用氯化鎂作催化劑較理想。
2.4不同PH值的影響
用Ｎa2HPO４和ＮaH2PO４調(diào)節(jié)整理液的pH值，在3～6的范圍內(nèi)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。整理液的pH值對整理劑與纖維的交聯(lián)反應(yīng)有影響，在pH值=4～4.5范圍內(nèi)，交聯(lián)效率較高，且織物各項(xiàng)性能比較均衡。
2.5不同焙烘溫度和時(shí)間的影響
選擇了幾個(gè)不同的溫度和時(shí)間，考慮其對織物性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果見表5。從表5數(shù)據(jù)可以看出，160℃焙烘3min的條件同樣是比較理想的。
2.6 戊二醛與其他免燙整理劑的性能比較
選擇FREEREZ 880(低甲醛2D)和FREEREZ NFR (DHDMI)與戊二醛作對比試驗(yàn)，試驗(yàn)條件見表6，試驗(yàn)結(jié)果見表7。
表5 不同焙烘溫度和時(shí)間的影響。
注：氯化鎂0.75%(owb)，其它條件同表1注。
表6 對比試驗(yàn)條件。
注： (1)FREECAT9是廠家提供的專用催化劑，F(xiàn)ABRITONE SPE-25為柔軟劑;(2)整理劑用量選用廠家提供的參考條件。
表7 對比試驗(yàn)結(jié)果。
從試驗(yàn)結(jié)果來看，DP等級(jí)為FREEREZ 880＞戊二醛＞FREEREZ NFR;折皺回復(fù)角為戊二醛＞FREEREZ 880＞FREEREZ NFR;水洗二十五次后戊二醛和FREEREZ 880的折皺回復(fù)角相仿，好于FREEREZ NFR;從白度情況看，F(xiàn)REEREZ 880均好于其他兩種整理劑，而強(qiáng)力保留率及耐洗磨性以 FREEREZ NFR和戊二醛較好，且前者好與后者。戊二醛整理時(shí)焙烘溫度160℃、焙烘時(shí)間為3分鐘的效果比焙烘溫度200℃、焙烘時(shí)間20秒要好。
3結(jié)論
1.戊二醛作為免燙整理劑是可行的，免燙性能良好，物理機(jī)械性能基本可達(dá)到服用要求。
2.氯化鎂是戊二醛和纖維素交聯(lián)反應(yīng)的較理想的催化劑之一，在實(shí)驗(yàn)條件下，0.75%(owb)的氯化鎂用量可獲得較佳的整理效果。
3.使用酒石酸和氯化鎂混合催化劑可以提高催化效果，但酒石酸的用量對織物強(qiáng)力影響較大，酒石酸/氯化鎂混合摩爾比在0.056時(shí)可獲得單獨(dú)使用氯化鎂時(shí)的最佳效果。
4.用檸檬酸替代部分氯化鎂作為催化劑，效果不如單獨(dú)使用氯化鎂。
5.戊二醛整理液pH值為4～4.5時(shí)效果最佳。
6.戊二醛整理時(shí)焙烘溫度160℃，焙烘時(shí)間為3分鐘時(shí)效果最佳。
7.戊二醛整理后織物折皺回復(fù)性好于FREEREZ NFR但差于FREEREZ 880;強(qiáng)力好于FREEREZ 880但差于FREEREZ NFR;1次水洗后織物白度稍低于FREEREZ NFR和FREEREZ 880。戊二醛價(jià)格低廉，綜合考慮各項(xiàng)指標(biāo)的平衡，戊二醛是一種較好的無甲醛免燙整理劑。
參考文獻(xiàn)
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3.CJ［J］：110：P156064
4.CA［J］：113：P154233
5.CA［J］：128：P129138
6. Clark M.Welch,Julie G.Peter,Textile Chemist and Colorest,1999,1(3):55-60
7.Charles Q.Yang,Xilie Wang,Textile Research Journal,1997,67(5):334-342
8.Charles.Q.Yang,Lan Xu,Textile Research Journal,1998,68(5):457-464
9.Weishu Wei,Charles Q.Yang,Textile Chemist and Colorist,1999,31(1):34-38
10.Charles Q.Yang,Lan Xu,Textil Research Journal,1998,68(6):457-464
11.Whipple,E.B.,and Ruta M.,J.Org.chem.,1974,39,1666-1668
來源:中華印染網(wǎng)
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