氨基聚醚改性硅油柔軟劑在亞麻織物上的應(yīng)用

王彥珍 宋秘釗 王 娟 韓洪帥

（齊齊哈爾大學(xué)，黑龍江齊齊哈爾，161006）

氨基改性有機(jī)硅是指硅油的部分側(cè)基或末端基團(tuán)被氨基取代的產(chǎn)物［1‐3］。氨基可分為伯氨基、仲氨基、叔氨基等，其中氨丙基效果最佳［4］。氨基改性的聚硅氧烷應(yīng)用廣泛，適于各種紡織品的柔軟整理［5］，是提高紡織品質(zhì)量檔次所必須的柔軟劑，因此也被稱為“柔軟劑之王”，并且是市場(chǎng)上最常用的改性硅油軟化劑。在紡織印染行業(yè)中，其常被用作纖維后整理劑，可以賦予紡織品豐滿、爽滑、柔順的手感。但同時(shí)也會(huì)帶來黃變、不親水、乳液不穩(wěn)定而導(dǎo)致油斑等問題?？梢赃x擇與其他柔軟劑復(fù)配或后期乳化處理以避免缺陷問題。氨基硅油是目前市場(chǎng)上使用最廣泛的改性硅油軟化劑［6］。

亞麻面料具有涼爽透氣、調(diào)溫抑菌、防靜電等優(yōu)良性能，被喻為21 世紀(jì)的保健面料，但其易起皺，與皮膚接觸會(huì)有刺癢感［7‐10］。因此亞麻面料作為服裝用必須經(jīng)過柔軟整理。目前市面上使用最廣、效果最佳的織物柔軟劑大部分都是有機(jī)硅類柔軟劑。氨基改性有機(jī)硅柔軟劑整理后易使亞麻織物出現(xiàn)拒水和黃變現(xiàn)象［11］，所以改用氨基聚醚改性有機(jī)硅油柔軟劑對(duì)其進(jìn)行后整理［12］，使接枝到硅油側(cè)鏈的氨基基團(tuán)賦予織物良好的柔軟感，聚醚基團(tuán)會(huì)改善織物的親水性且避免黃變問題，提高了亞麻織物的服用性能。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原料及儀器

原料：亞麻織物（經(jīng)緯紗線密度均為45 tex，經(jīng)密228 根/10 cm，緯密161 根/10 cm），氨基聚醚改性硅油（自制）。

儀器：BS223S 型電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；DZ‐1BC 型真空干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司；YQ‐Z‐48A 型白度顏色測(cè)定儀，杭州輕通博科自動(dòng)化技術(shù)有限公司；YG（B）541E 型智能式織物折皺彈性儀，溫州大榮紡織儀器有限公司；YG（B）026D‐250 型電子織物強(qiáng)力機(jī)，溫州大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠。

1.2 亞麻織物的整理工藝

將裁剪好的亞麻織物放入氨基聚醚改性硅油柔軟劑整理液中，室溫下均勻浸泡5 min，采用“二浸二軋”法對(duì)亞麻織物進(jìn)行整理。

1.3 亞麻織物性能測(cè)試

取氨基聚醚改性硅油柔軟劑整理前后的亞麻織物各1 塊，并折疊4 層，在YQ‐Z‐48A 型白度儀上測(cè)試白度，測(cè)試4 次，結(jié)果取平均值。

在YG（B）026D‐250 型電子織物強(qiáng)力機(jī)上按照GB/T 3923.2—2013《紡織品 織物拉伸性能第2 部分：斷裂強(qiáng)力的測(cè)定（抓樣法）》測(cè)試亞麻織物整理前后的斷裂強(qiáng)力。

用YG（B）541E 型智能式織物折皺彈性儀，按GB 3819—1997《紡織品 織物折痕回復(fù)性的測(cè)定回復(fù)角法》，測(cè)試整理前后亞麻織物的折皺回復(fù)角。

柔軟性通過主觀評(píng)價(jià)法來進(jìn)行測(cè)試，請(qǐng)5 個(gè)人對(duì)整理前后的亞麻織物分別進(jìn)行手感測(cè)試，評(píng)定柔軟性等級(jí)，等級(jí)分為5 個(gè)級(jí)別，1 級(jí)最差，5 級(jí)最好。然后取平均值。

采用滴水法測(cè)試織物的吸水性。將水滴從1 cm 高度滴到織物表面，測(cè)定液滴剛好落在織物上至液滴鏡面剛好消失的時(shí)間。在不同位置測(cè)定3 次，取平均值。

先稱取試樣質(zhì)量，然后在105 ℃的烘箱中放置一定時(shí)間去除其中水分，再稱取試樣干燥質(zhì)量，計(jì)算實(shí)際回潮率。

取少量整理后的亞麻織物進(jìn)行X 射線光電子能譜檢測(cè)。取適量整理前后的亞麻織物，通過熱重分析儀測(cè)定織物的物理性能隨溫度的變化。取整理前后的亞麻織物，利用H‐7650 型掃描電子顯微鏡觀察亞麻織物的表面形態(tài)。

2 結(jié)果與討論

2.1 各因素對(duì)亞麻織物性能的影響

2.1.1 整理液濃度

分別配置質(zhì)量濃度為0 g/L、60 g/L、70 g/L、80 g/L、90 g/L、100 g/L 的氨基聚醚改性有機(jī)硅油柔軟劑整理液，在焙烘溫度160 ℃，焙烘時(shí)間3 min 的條件下，探究整理液質(zhì)量濃度對(duì)亞麻織物各項(xiàng)性能的影響，結(jié)果如表1 所示。

表1 中，織物吸水時(shí)間越短，對(duì)應(yīng)的回潮率越大，說明織物吸濕性越好。隨著整理液質(zhì)量濃度的增大，織物回潮率先增大后減小，但與整理前相比均有變好趨勢(shì)，這是由于整理到亞麻織物上的柔軟劑中含有大量親水基團(tuán)，使得織物回潮率增大，但當(dāng)整理液質(zhì)量濃度過大，超過80 g/L 時(shí)，造成纖維內(nèi)部孔隙堵塞，比表面積變小，回潮率有所下降；同理，織物吸水時(shí)間也是先減小后稍有增加；但總體來說整理后織物吸濕性與整理前相比有明顯改善。織物斷裂強(qiáng)力基本呈增加趨勢(shì)，這是因?yàn)殡S著柔軟劑的增加，紗線間的相對(duì)摩擦力減小，紗線間容易發(fā)生滑動(dòng)，受力紗線變多，斷裂強(qiáng)力變大，但與整理前相比總體呈下降趨勢(shì)，這是由于柔軟劑中還有大量親水基團(tuán)，使得回潮率增大，分子間結(jié)合力變?nèi)酰Y(jié)晶區(qū)更加松散，纖維的強(qiáng)度降低，從而織物斷裂強(qiáng)力減?。豢椢镎郯櫥貜?fù)角越小，說明織物越柔軟。從表1 可知，隨著整理液質(zhì)量濃度的增大，被整理織物的折皺回復(fù)角與整理前相比有明顯變小的趨勢(shì)；織物柔軟性能也得到大幅度改善；白度基本保持不變。綜合考慮，選擇最佳整理液質(zhì)量濃度為80 g/L。

2.1.2 焙烘溫度

在整理液質(zhì)量濃度80 g/L，焙烘時(shí)間3 min的情況下，探究焙烘溫度對(duì)亞麻織物各項(xiàng)性能的影響，結(jié)果如表2 所示。

由表2 可知，隨著焙烘溫度的不斷升高，織物柔軟性和吸濕性都有明顯的增加。白度稍有改善。斷裂強(qiáng)力先增大后減小，織物折皺回復(fù)角先減小后略有增加，這種情況可能是因?yàn)閬喡榭椢锉汉鏈囟冗^高時(shí)會(huì)破壞纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使力學(xué)性能下降。因此，選擇較佳焙烘溫度為160 ℃。

2.1.3 焙烘時(shí)間

在整理液質(zhì)量濃度80 g/L，焙烘溫度160 ℃的情況下，探究焙烘時(shí)間對(duì)亞麻織物各項(xiàng)性能的影響，結(jié)果如表3 所示。

表3 焙烘時(shí)間對(duì)亞麻織物性能的影響

由表3 可知，隨著焙烘時(shí)間的增加，白度有所改善，織物斷裂強(qiáng)力先增大后減小，折皺回復(fù)角先減小后增大，柔軟性和吸濕性基本都是先逐漸增大后基本保持不變。選擇較佳焙烘時(shí)間為3 min。

2.2 X 射線光電子能譜表征

對(duì)整理后的亞麻織物進(jìn)行X 射線光電子能譜分析，如圖1 所示。由圖1 可知，經(jīng)氨基聚醚改性硅油柔軟劑整理過的亞麻織物表面含有Si、C、N、O 元素，Si 2p、C 1s、N 1s、和O 1s 的特征結(jié)合能峰分別出現(xiàn)在102.08 eV、285.08 eV、400.28 eV 和532.08 eV，含有柔軟劑中的各元素，符合預(yù)期。

圖1 整理后亞麻織物的X 射線光電子能譜

2.3 熱重分析

對(duì)整理前后的亞麻織物分別進(jìn)行熱重分析，結(jié)果如圖2 所示。

圖2 整理前后亞麻織物的熱分析圖

由圖2 可知，纖維的裂解可分為3 個(gè)階段。與未整理的亞麻織物相比，整理后的亞麻織物初始熱解溫度提高了19 ℃，最大熱分解溫度提高了20 ℃，且最終殘?jiān)棵黠@增加，說明經(jīng)氨基聚醚改性硅油柔軟劑整理過的亞麻織物具有較好的熱穩(wěn)定性。

2.4 掃描電子顯微鏡表征

對(duì)整理前后的亞麻織物分別進(jìn)行掃描電子顯微鏡表征，觀察表面形態(tài)的變化，具體如圖3所示。

圖3 亞麻織物整理前后的掃描電鏡

由圖3 可知，氨基聚醚改性硅油柔軟劑均勻地包裹在亞麻織物表面，使織物表面更加光滑平整，可有效降低纖維與人體間的摩擦性。纖維間的空隙也被柔軟劑填充。降低纖維與纖維間的摩擦阻力，很大程度上提高了織物的柔軟性能。

3 結(jié)語

（1）通過測(cè)定整理后亞麻織物的白度、斷裂強(qiáng)力、折皺回復(fù)角等性能，氨基聚醚改性硅油柔軟劑對(duì)亞麻織物的較佳整理工藝為整理液質(zhì)量濃度80 g/L，焙烘溫度160 ℃，焙烘時(shí)間3 min。

（2）整理后的亞麻織物上含有柔軟劑中的各個(gè)元素，說明柔軟劑很好地吸附在纖維表面。

（3）經(jīng)氨基聚醚改性硅油柔軟劑整理過的亞麻織物耐高溫性能增強(qiáng)。

（4）經(jīng)氨基聚醚改性硅油柔軟劑整理過的亞麻織物表面更加光滑柔順。