棉織物拒水整理研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)

薛 璐，王波東

(青島市纖維紡織品監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，山東 青島，266061)

1 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，人們生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)紡織品的要求也越來(lái)越高。天然纖維紡織品雖具有親膚、吸濕、透氣、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，但也存在易燃、易滋生細(xì)菌、干燥速度慢等問(wèn)題。棉纖維紡織品作為天然纖維紡織品的重要組成部分，因具有柔軟貼身、吸濕透氣、親膚保暖等優(yōu)點(diǎn)備受消費(fèi)者青睞，但其也存在吸濕后不易干燥、易粘在皮膚上造成人體不適、易滋生細(xì)菌等問(wèn)題，因此對(duì)棉織物進(jìn)行拒水整理既有一定的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也能為拓展天然纖維紡織品應(yīng)用領(lǐng)域提供參考。

2 棉織物拒水整理研究現(xiàn)狀

棉織物拒水整理一般是通過(guò)物理或化學(xué)方法降低織物的表面能、改變織物表面的粗糙程度實(shí)現(xiàn)，常用的整理方法有覆膜法、涂層法、浸軋法等，常用的整理劑有氟系或硅系整理劑及近年來(lái)研究較多的無(wú)氟整理劑。

2.1 拒水整理方法

常用的棉織物拒水整理有覆膜法、涂層法、浸軋法等，近年來(lái)電子束輻射及等離子體技術(shù)在棉織物拒水整理方面也有一定程度的應(yīng)用。覆膜法是指將具有防水透濕功能的薄膜復(fù)合在織物表面，常用的薄膜材料有聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯等。唐琴[1]將真絲、棉機(jī)織物和無(wú)紡布與聚四氟乙烯微孔薄膜復(fù)合，發(fā)現(xiàn)覆膜織物的接觸角均在130.5°左右，有較好的防水性， 基布的透氣性與孔隙率成正相關(guān)，覆膜織物的透氣性由PTFE膜的透氣性決定。涂層法是指在棉織物表面均勻地涂布一層(或多層)具有拒水功能的高分子化合物，從而使其具有拒水功能。李珂等人[2]將拒水拒油發(fā)泡整理液涂覆在滌棉織物，并得出了拒水拒油整理的較佳工藝參數(shù)，整理得到的滌棉織物具有單面拒水拒油效果，且其吸濕透氣性未受明顯影響。浸軋法一般采用一浸一軋或二浸二軋后再焙烘的工藝，使拒水整理劑附著在棉織物上。周文雅，施亦東[3]采用硅溶膠和二浸二軋→預(yù)烘→焙烘→水洗→烘干的工藝，對(duì)棉織物進(jìn)行拒水處理，處理后的織物接觸角理論值為160.7°，實(shí)際為137.24°，具有拒水效果。電子束輻射整理技術(shù)是利用輻射能量引發(fā)小分子整理劑彼此之間及與織物之間的反應(yīng)從而使整理劑附著在織物上。翁雨晴等人[4]采用電子束輻射技術(shù)，將改性二氧化硅(V-SiO2)和丙烯酸十八酯(SA)協(xié)同接枝到棉織物表面，整理后的織物靜態(tài)水接觸角由143°提高到152°，拒水性能較好。等離子體整理技術(shù)是指用等離子體處理織物，使拒水整理劑接枝或附著在織物上，從而賦予織物拒水功能。沈麗[5]研究發(fā)現(xiàn)采用六氟丙烯等離子體對(duì)織物進(jìn)行處理后，親水性的織物如棉、麻、絲綢等的接觸角明顯提高，可達(dá)130°以上。

2.2 單一拒水功能整理

目前，對(duì)棉織物進(jìn)行單一拒水功能整理的研究較多。鄭君紅等人[6]合成了含有全氟烷基的甲基丙烯酸酯類(lèi)聚合物并將其用于棉織物的疏水整理，制備的超疏水棉織物與水的接觸角在160°以上，經(jīng)5次水洗或50次摩擦后仍能保持超疏水性能。姚盼盼，邢彥軍[7]通過(guò)微波加熱的方式得到Al2O3，并用其對(duì)棉織物進(jìn)行處理，處理后的織物再用硬脂酸整理，即可得到超疏水棉織物，發(fā)現(xiàn)整理棉織物的拒水性能隨溶膠中鋁含量的增加而提高，隨硬脂酸濃度的增加略有增大。任清慶，趙濤[8]使用棕櫚油和2，2，2-三氟乙醇合成了棕櫚油改性含氟拒水劑，經(jīng)該拒水劑整理的棉織物的接觸角隨整理液質(zhì)量濃度增大而增加，當(dāng)質(zhì)量濃度為40 g/L時(shí)，接觸角最大為125.2°，得到的最佳整理工藝為乙醚為溶劑，棕櫚油改性含氟拒水試劑濃度40 g/L，二浸二軋，100℃預(yù)烘40 min，170℃焙烘3 min。

2.3 多功能整理

對(duì)棉織物進(jìn)行單一的拒水功能整理，逐漸不能滿(mǎn)足人們對(duì)功能紡織品越來(lái)越高的要求，因此進(jìn)行多功能整理，使棉織物兼具拒水/阻燃、拒水/拒油、拒水/抗菌等多種功能，已成為現(xiàn)階段的研究熱點(diǎn)之一。薛朝華等人[9]使用Pyrovatex CP new阻燃整理劑和AG-950疏水整理劑，對(duì)棉織物進(jìn)行疏水阻燃同浴整理，經(jīng)優(yōu)化整理工藝整理的棉織物具有良好的阻燃性和超疏水性，其極限氧指數(shù)可達(dá)34.2%，并且經(jīng)過(guò)20次標(biāo)準(zhǔn)洗滌后，阻燃效果無(wú)明顯變化。錢(qián)海洪等人[10]利用細(xì)乳液聚合法合成了四碳短鏈含氟丙烯酸酯細(xì)乳液，考察了其對(duì)棉織物的拒水拒油整理效果，發(fā)現(xiàn)在最佳工藝下棉織物對(duì)水、橄欖油和十六烷的接觸角分別為160°、154°、135°，洗滌30次后，棉織物對(duì)水、橄欖油和十六烷的接觸角仍分別高達(dá)145°、133°、113°。閻琳等人[11]首先將銀離子和殼聚糖絡(luò)合，再使用季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑1227對(duì)其改性，制得了載銀殼聚糖-1227復(fù)合抗菌劑，然后使用拒水拒油整理劑TG-5543和載銀殼聚糖-1227復(fù)合抗菌劑對(duì)棉織物進(jìn)行復(fù)配整理，得到了具有良好抗菌性及拒水拒油性的棉織物。

3 棉織物拒水整理研究趨勢(shì)

棉織物拒水整理目前存在含氟整理劑對(duì)環(huán)境和人體健康存在危害、整理后的棉織物部分服用性能下降等問(wèn)題。

3.1 無(wú)氟拒水整理

棉織物拒水整理多使用含氟拒水整理劑，但含氟拒水整理劑不易降解，會(huì)對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境造成很大危害，因此開(kāi)發(fā)無(wú)氟類(lèi)拒水整理劑將是今后重要的研究趨勢(shì)之一。王少飛等人[12]采用九種無(wú)氟拒水劑對(duì)棉織物進(jìn)行拒水整理，通過(guò)測(cè)試分析無(wú)氟拒水劑的粒徑分布、拒水整理棉織物的表面形態(tài)、靜態(tài)接觸角和耐水洗性能，發(fā)現(xiàn)無(wú)氟拒水劑乳液粒徑為150 nm～400 nm時(shí)，乳液分散均勻；整理后棉織物的靜態(tài)接觸角均在140°以上；水洗過(guò)程中，部分棉織物表面的拒水膜受到破壞，導(dǎo)致拒水性能下降。董晶等人[13]以甲基丙烯酸十八酯為單體，過(guò)氧化苯甲酰為引發(fā)劑，乙醇為溶劑對(duì)棉織物進(jìn)行疏水整理，整理后的織物疏水效果明顯提高，接觸角可達(dá)132.5°。譚淋等人[14]以正硅酸乙酯為前驅(qū)體，乙醇和水為溶劑制備了硅溶膠預(yù)縮體對(duì)棉織物進(jìn)行疏水整理，通過(guò)分析預(yù)縮體制備、硅烷偶聯(lián)劑添加、低溫烘干工藝，發(fā)現(xiàn)在優(yōu)化工藝條件下，整理后棉織物水接觸角可達(dá)152.1°，同時(shí)棉織物的力學(xué)性能也有一定程度提高。

3.2 提升服用性能

經(jīng)拒水整理的棉織物，其服用性能可能有一定程度下降。李珂等人[15]分別使用BAYGARD.FD8三防整理劑和Repellent Sms整理劑對(duì)20/80 滌/棉混紡織物進(jìn)行拒水、拒油整理，發(fā)現(xiàn)整理后織物的強(qiáng)力有一定程度下降。由于拒水整理劑大多采用涂層法或浸軋法復(fù)合到棉織物上，因此會(huì)對(duì)棉織物的透氣性和柔軟性造成一定影響，導(dǎo)致服用舒適性下降。因此棉織物拒水整理的研究重點(diǎn)方向之一是在保證棉織物拒水性能的基礎(chǔ)上，盡可能地使其服用性能不受影響，兼顧功能性與舒適性。

4 結(jié)語(yǔ)

棉織物拒水整理拓寬了棉織物的使用范圍，提高了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，滿(mǎn)足了市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的對(duì)功能性紡織品的需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。但其目前存在對(duì)環(huán)境有一定危害，服用性能有所降低等問(wèn)題，因此加快環(huán)保型拒水整理劑的研發(fā)，優(yōu)化工藝、配方提升拒水整理棉織物的服用性能等，將是今后的研發(fā)重點(diǎn)。