紡織品涂層準(zhǔn)確定性及剝離方法的研究

孫　杰,沈錦玉

〔國家紡織服裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(浙江桐鄉(xiāng))，浙江 嘉興 314500〕

紡織品涂層準(zhǔn)確定性及剝離方法的研究

孫杰,沈錦玉

〔國家紡織服裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(浙江桐鄉(xiāng))，浙江 嘉興 314500〕

文章以滌/棉混紡聚丙烯酸酯涂層(PA)、聚氨酯涂層(PU)面料為研究對象，采用傅里葉變換紅外光譜儀對兩類涂層進行ATR-FTIR分析，快速準(zhǔn)確地分析出紡織品表面涂層的成分，同時根據(jù)涂層劑的溶解度參數(shù)選擇6種溶劑去除涂層，通過逐一溶解剝離試驗，得出最佳剝離工藝參數(shù)。

紡織涂層；定性分析；剝離方法；工藝參數(shù)

紡織品涂層尤其是聚丙烯酸酯(PA)涂層、聚氨酯(PU)涂層在紡織面料、服裝中應(yīng)用較為廣泛[1]，但由于產(chǎn)品表面涂層的存在致使涂層織物在常規(guī)檢測中存在較大誤差,特別是在定量時導(dǎo)致纖維定量測試結(jié)果偏大或偏小，甚至定量超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的偏差范圍[2]。因此研究開發(fā)紡織涂層的準(zhǔn)確定性及剝離方法具有重要的意義。

本文選用滌/棉混紡?fù)繉赢a(chǎn)品作為研究對象，采用傅里葉變換紅外光譜儀對涂層進行準(zhǔn)確定性。然后根據(jù)溶解度參數(shù)選擇溶劑，并進行剝離涂層劑的溶劑種類及試驗條件篩選。

1　實驗材料與儀器

1.1實驗材料

未涂層滌/棉織物,含聚丙烯酸酯(PA)涂層的滌/棉織物,含聚氨酯(PU)涂層的滌/棉織物。

1.2實驗試劑

丙酮、二甲苯、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、環(huán)己酮。

1.3實驗儀器

Nicolet iS10型傅里葉變換紅外光譜儀、恒溫烘箱(105℃±5℃)、恒溫水浴鍋(0～100℃)、具塞三角燒瓶、玻璃砂芯坩堝、分析天平、干燥器、通風(fēng)廚。

2　實驗過程

2.1涂層定性

剪取一定大小的實驗樣品(10 cm×10 cm)，將其表面有涂層劑的一面放于FT-IR紅外光譜儀的探測頭正下方，并使探測頭緊貼著涂層劑，旋轉(zhuǎn)OMNIC采樣器固定鈕，開始檢測。在4000～400 cm-1范圍內(nèi)掃描即可采集樣品的衰減全反射紅外光譜譜圖。

2.2涂層的剝離

根據(jù)相似相溶原理，溶劑及被溶解物質(zhì)(涂層劑)的溶解度參數(shù)選擇6種溶劑來溶解PA涂層滌/棉布、PU涂層滌/棉布。這六種溶劑分別為丙酮、二甲苯、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、環(huán)己酮。

表1　不同溶劑及涂層劑的溶解度參數(shù)

3　結(jié)果與討論

3.1聚丙烯酸酯涂劑 聚氨酯涂層劑的測定

使用紅外光譜儀，試驗分別測定了PA、PU的紅外譜圖，所得樣品紅外譜圖見圖1、圖2。

圖1　聚丙烯酸酯涂層(PA)

圖2　聚酯型聚氨酯涂層(PU)

PA涂層劑的結(jié)構(gòu)中主要是酯鍵(C=O)。酯基的伸縮振動峰為1715 cm-1，由圖1可知，1700 cm-1為酯基的特征吸收峰；根據(jù)所查的文獻資料中所收錄之標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖[3],可知該樣品為聚丙烯酸酯(PA)涂層劑。

聚氨酯涂層的結(jié)構(gòu)中有酰胺鍵和酯鍵。從圖2可見，在3500～2800 cm-1范圍內(nèi)有O-H和N-H(酰胺)兩基團的伸縮振動峰；在波數(shù)1750～1600 cm-1范圍內(nèi)有C=O(酯)基團的特征吸收峰；在波數(shù)為1200 cm-1附近處有C-N(酰胺)基團的特征吸收峰。與聚氨酯涂層的標(biāo)準(zhǔn)譜圖比較，可知該樣品為聚氨酯(PU)涂層劑。

3.2不同溶劑在不同溫度下對涂層的剝離效果

3.2.1丙酮(見表2)

由表2中可看出，用丙酮20℃常溫剝離時,對涂PA織物和涂PU織物可獲得基本一致的剝離率。水浴溫度升高到40℃剝離時,PA涂層織物無變化，而PU涂層織物則剝離程度稍有增加。

3.2.2乙酸乙酯(見表3)

由表3可知,不同溫度下乙酸乙酯對涂層劑的剝離并無大的影響,通過比較可知,乙酸乙酯對PA的剝離效果優(yōu)于對PU的剝離效果,這與表溶解度參數(shù)結(jié)果相對應(yīng)。

表2　不同溫度下丙酮試劑對試樣的處理效果

注：重量變化=處理前試樣重-處理后試樣重；剝離率=重量變化/剝離前試樣重×100%

3.2.3二甲基甲酰胺(見表4)

由表4可知,隨著溫度的升高,PA和PU的剝離率均呈增加趨勢，對溫度較為敏感。尤其是用二甲基甲酰胺剝離PU涂層時，隨著水浴溫度升高，涂層剝離難度明顯下降，效果較好。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01095二甲基甲酰胺可溶解氨綸，故對于樣品中含有氨綸的情況不宜選用。

3.2.4二甲苯(見表5)

由表5可知,不同溫度下二甲苯對兩種涂層劑的剝離率均無顯著影響,隨著溫度的升高，試劑對PA和PU的剝離程度無明顯增加，說明它對溫度變化不敏感，但相對而言，二甲苯溶劑對PA的剝離效果優(yōu)于對PU的剝離效果。

表3　不同溫度下乙酸乙酯試劑對試樣的處理效果

表4　不同溫度下二甲基甲酰胺試劑對試樣的處理效果

3.2.5四氫呋喃(見表6)

由表6可知,不同溫度下四氫呋喃對兩種涂層劑的剝離率均有非常明顯的影響,對涂層的處理速度快，效果好。同時該溶劑在常溫下通過一定的外力作用就能夠?qū)A涂層試樣和PU涂層試樣達到較好的剝離效果，隨著溫度的升高，剝離效果變化明顯。

3.2.6環(huán)己酮(見表7)

由表7可知,不同溫度下環(huán)己酮對兩種涂層織物都能達到完全剝離,在外力作用下更容易去除涂層，并且該試劑隨溫度的升高，其涂層去除難度下降。

3.3涂層剝離效果分析

以上試驗分析可知，對于常見的滌棉混紡的PA涂層織物、PU涂層織物，選用6種試劑在相同的處理時間， 不同水浴溫度下剝離效果及剝離條件有很大差異。采用丙酮、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、環(huán)己酮都能使織物涂層基本溶解，借助外力攪拌可去除涂層。其中二甲基甲酰胺、四氫呋喃、環(huán)己酮處理涂層速度最快、效果最好；而四氫呋喃處理涂層時，樣品褪色明顯，偶爾出現(xiàn)試驗失敗的的情況，同時四氫呋喃沸點較低，容易揮發(fā)，毒性較大，不推薦使用。

表5　不同溫度下二甲苯試劑對試樣的處理效果

表6　不同溫度下四氫呋喃試劑對試樣的處理效果

所以，對于滌/棉混紡的PA類涂層織物,使用溶劑環(huán)己酮處理表面涂層；對于滌/棉混紡的PU類涂層織物,使用溶劑二甲基甲酰胺來處理表面涂層劑,溶解速度快，效果比較好。

3.4涂層剝離溫度的確定

環(huán)己酮、二甲基甲酰胺作為涂層去除的剝離劑，其剝離速度快，效果好，低溫時涂層卷曲溶解攪拌即可去除，高溫時涂層更加容易去除，但同時樣品褪色現(xiàn)象明顯，因此必須選擇合適的溫度來進行剝離去除。

表7　不同溫度下環(huán)己酮試劑對試樣的處理效果

圖3　環(huán)己酮在不同溫度下對試樣剝離程度的影響

由圖3可直接看出,隨著溫度的升高,PA剝離率持續(xù)升高，在處理溫度為60℃時,環(huán)己酮對聚丙烯酸酯的剝離程度最大，效果最明顯,且通過顯微鏡觀察對基布的剝離損傷影響較小，鑒于此，環(huán)己酮的最佳試驗溫度為60℃時，對PA涂層去除效果最佳。

圖4　二甲基甲酰胺在不同溫度下對試樣剝離程度的影響

從圖4中可以看出，隨著處理溫度升高PU涂層的剝離程度逐漸增加，且溫度升高，涂層的剝離程度增加，但與此同時二甲基甲酰胺試劑對涂層基布的影響增加，并且在溫度60℃時有逐漸增大的趨勢，鑒于此，選擇加熱溫度40℃時，對PA涂層去除效果最佳。

3.5剝離試驗對滌/棉基布的影響(修正系數(shù))

表8　環(huán)己酮對滌/棉基布的修正系數(shù)

表9　二甲基甲酰胺對滌/棉基布的修正系數(shù)

修正系數(shù)d=m1/m2

m1—基布處理前干重

m2—基布處理后干重

d—處理基布的重量修正系數(shù)

根據(jù)表8所測數(shù)據(jù)，環(huán)己酮在選定實驗條件下對滌/棉涂層基布的修正系數(shù)d值為1.002，說明在本次實驗條件下，對滌/棉涂層基布纖維有一定影響，但在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍之內(nèi)，不影響后續(xù)的成分分析。

根據(jù)表9所測數(shù)據(jù)，二甲基甲酰胺在選定實驗條件下對滌/棉涂層基布的修正系數(shù)d值為1.000，說明在選定實驗條件下，對滌/棉涂層基布纖維基本沒有影響。

4　結(jié)論

試驗結(jié)果表明:對于PA類涂層織物,使用溶劑環(huán)己酮處理表面涂層劑,每克試樣加入溶劑環(huán)己酮溶液100 mL,搖動燒瓶,浸濕試樣，并于60℃恒溫水浴鍋中保持30 min左右溶解,速度快，效果好；對于PU類涂層織物,使用溶劑二甲基甲酰胺來處理表面涂層劑,每克試樣加入溶劑二甲基甲酰胺溶液100 mL,搖動燒瓶,浸濕試樣，并于40℃恒溫水浴鍋中保持30 min左右溶解可使其溶解效果較好。

[1]顧眠.涂層產(chǎn)品新發(fā)展[J].染整技術(shù),2001，(10)：25—28.

[2]王彩云. 聚氯乙烯涂層織物涂層劑去除方法研究[J].棉紡織技術(shù)，2012，40(9)：10—12.

[3]FZ/T 01073-1999 紡織品上整理劑的鑒定試驗方法[S].

Study on Accurate Qualitative Determination and Removing Method of Textile Coating

SunJie,ShenJinyu

〔National Textiles and Garment Quality Supervision Center(Zhejiang Tongxiang), Jiaxing 314500,China〕

Polyester/cotton blended fabrics coated with polyacrylate(PA) and polyurethane(PU) coating agent were studied. A qualitative analysis to the component of coat and fabric with FT-IR was made to get the component of fabric surface coating. Six kinds of solvents were chosen to dissolve coating.The optimum peeling parameters were reached through the solving and peeling test one by one.

coated fabric; qualitative analysis; removing method; process parameters

2015-05-26

孫杰(1987—)，男，陜西寶雞人，工程師。

TS117

A

1009-3028(2015)05-0031-06