嵌段硅油復(fù)配柔軟劑在棉針織物上的整理應(yīng)用

陸健華,徐成書,張 晶,吳亭亭

(西安工程大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院,陜西 西安 710048)

0 前言

隨著社會(huì)的發(fā)展,消費(fèi)者對(duì)織物的柔軟舒適性要求逐漸提高,在滿足織物柔軟舒適的基礎(chǔ)上,消費(fèi)者還希望織物具有滑爽蓬松等不同的觸覺效果[1]。這就對(duì)柔軟劑提出了更高的要求。而如今市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛的一類柔軟劑是有機(jī)硅柔軟劑[2],其中嵌段硅油因具有良好的親水性、耐酸、耐堿和自乳化性等性能[3],逐漸成為市場(chǎng)的主流。由于單組分硅油效果單一,只能使織物形成單一風(fēng)格,甚至在某些方面有不足[4-6]。故本文利用硅油復(fù)配的協(xié)同效應(yīng),揚(yáng)長(zhǎng)避短,以達(dá)到僅靠單組份硅油所無法達(dá)到的柔軟、滑爽、豐滿蓬松等效果[7]。本文擬采用嵌段硅油G18與嵌段硅油G38、硅油108分別進(jìn)行復(fù)配,并對(duì)棉針織物進(jìn)行整理,通過比較織物手感、纖維表面平滑度、色光以及折皺回復(fù)角等性能得到最優(yōu)的濃度復(fù)配比。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

織物:純棉針織物,市售。

試劑:嵌段硅油G18、嵌段硅油G38與硅油108(寧波潤(rùn)禾高新材料科技股份有限公司)。

儀器:X-Rite color i7型愛色麗電腦測(cè)色儀(美國(guó)愛色麗公司)、JA3003型電子天平(上海越平科學(xué)儀器有限公司)、LA-205型熱定型機(jī)(上山紀(jì)子有限公司)、HD394A型實(shí)驗(yàn)室氣動(dòng)立式小軋車(南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)、YG541L型折皺回復(fù)測(cè)試儀(萊州市電子儀器有限公司)、101型熱鼓風(fēng)干燥箱(北京科偉永興儀器有限公司)。

1.2 性能測(cè)試

1.2.1 手感測(cè)試

由5人組成一個(gè)小組,對(duì)整理后織物進(jìn)行觸摸,評(píng)級(jí)。采用主觀評(píng)價(jià)方法,即采用“捏、摸、抓、看”的方法,評(píng)定織物的滑爽、軟糯、豐滿、彈性、挺括、身骨和活絡(luò)等手感特征。為了更直觀地進(jìn)行比較,采用5級(jí)表示法,1級(jí)最差,5級(jí)最好[8]。

1.2.2 掃描電鏡測(cè)試

取烘干后的柔軟整理織物,用電導(dǎo)膠制成樣本。在場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡上,對(duì)該纖維膜放大4000倍的形貌作分析,掃描電鏡加速電壓為5 kV。

1.2.3 紅外光譜測(cè)試

采用紅外光譜儀對(duì)樣品進(jìn)行紅外分析,掃描范圍設(shè)置為4000 cm-1～400 cm-1,掃描 100 次,頻率為 5cm-1[9]。

1.2.4 色光測(cè)試

采用測(cè)色儀測(cè)試整理織物的色光,每個(gè)試樣取四個(gè)點(diǎn),取平均值。

1.2.5 折皺回復(fù)角測(cè)試

按照AATCC66《折皺回復(fù)角測(cè)試方法》對(duì)整理織物的折皺回復(fù)角進(jìn)行測(cè)試,評(píng)價(jià)織物的彈性。

1.3 整理工藝

工藝條件:二浸二軋(軋余率 70%)→ 80℃預(yù)烘 5 min→ 160 ℃焙烘 2 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 復(fù)配物對(duì)棉針織物手感的影響

單組分硅油效果單一,只能使織物形成單一風(fēng)格,甚至在某些方面有不足。硅油的復(fù)配,可以利用協(xié)同效應(yīng),揚(yáng)長(zhǎng)避短,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),被整理織物達(dá)到柔軟、光滑、飽滿以及其他單組分柔軟劑無法達(dá)到的效果。嵌段硅油G38為季銨化改性的多元共聚硅油,能賦予織物柔軟滑爽的手感,而陽離子硅油108,同樣能賦予織物滑爽的手感。嵌段硅油G18是一種特種有機(jī)硅三元共聚高濃乳液,與平滑型硅油復(fù)配能達(dá)到理想的效果。為了探究嵌段硅油兩兩復(fù)配效果是否比陽離子柔軟劑與嵌段硅油復(fù)配效果更好,故使用嵌段硅油G18分別與陽離子硅油108、嵌段硅油G38進(jìn)行復(fù)配,硅油總量為3%(owf),手感測(cè)試見表1。

表1 G18與108、G38復(fù)配整理棉織物的手感

由表1可知,G18與G38復(fù)配整理織物的手感優(yōu)于G18與108復(fù)配整理織物。將G18與G38以0.3%∶2.7%(owf)復(fù)配時(shí),整理織物手感達(dá)到最佳。由于G38中的氨基有較大的極性,可以與纖維上的羥基、羧基等基團(tuán)產(chǎn)生分子間作用力,與纖維之產(chǎn)生了穩(wěn)固的定向吸附和良好的取向度,進(jìn)而生成了一層牢固的薄膜,減小了纖維之間的摩擦系數(shù)[10]。當(dāng)G18與G38以0.3%∶2.7%(owf)復(fù)配時(shí),整理后織物的柔軟效果最好,手感最優(yōu)。

2.2 電鏡掃描分析

由手感測(cè)試可知,G38與G18以2.7%∶0.3%(owf)復(fù)配整理織物手感最好,于是使用復(fù)配柔軟劑G38∶G18 2.7%∶0.3%(owf)和108∶G18 1.8%∶1.2%(owf)對(duì)棉纖維進(jìn)行整理,并與未整理的棉纖維進(jìn)行對(duì)比,通過電鏡掃描測(cè)試觀察纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)變化,結(jié)果如圖1所示:

圖1 棉纖維形態(tài):(a)原布,(b)G38∶G18 2.7%∶0.3%(owf),(c)108∶G18 1.8%∶1.2%(owf)

如圖1所示,未使用復(fù)配物整理的纖維表面有較多紋路,使用2.7% (owf)的G38與0.3% (owf)的G18復(fù)配整理的纖維表面較光滑,使用1.8%(owf)的108與1.2%(owf)的G18復(fù)配整理的纖維表面有較少紋路。這是由于G38中的氨基有較大的極性,可以與纖維上的羥基、羧基等基團(tuán)產(chǎn)生分子間作用力,與纖維之產(chǎn)生了穩(wěn)固的定向吸附和良好的取向度,進(jìn)而在纖維表面生成了一層牢固的薄膜,故嵌段硅油兩兩復(fù)配的產(chǎn)物能較好地改善纖維的光滑度和平整度,有利于降低動(dòng)摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù),提高織物的平滑性。

2.3 復(fù)配物對(duì)棉織物色光的影響

由于G38與G18、108與G18以1.2%∶1.8%、0.9%∶2.1%、0.6%∶1.4%以及0.3%∶2.7%(owf)復(fù)配整理后織物手感較差,無法達(dá)到可服用的要求。因此在手感測(cè)試的基礎(chǔ)上,對(duì)手感較好的整理后織物進(jìn)行色光的測(cè)試,測(cè)試結(jié)果見表2。

表2 G18與108、G38復(fù)配整理后織物的色差

從表2 DE變化發(fā)現(xiàn),隨著G38和108用量增加,G18用量降低,G38與G18復(fù)配整理后織物的DE值逐漸上升,108與G18整理后織物DE值也呈逐漸上升趨勢(shì),但是G38和G18復(fù)配整理后織物色差極差較小,這可能是因?yàn)榍抖喂栌蛢蓛蓮?fù)配與陽離子硅油和嵌段硅油復(fù)配相比,復(fù)配物更穩(wěn)定。

2.4 復(fù)配物對(duì)棉織物折皺回復(fù)角的影響

在織物手感、色光測(cè)試的基礎(chǔ)上,對(duì)手感和色光較好的整理后織物進(jìn)行折皺回復(fù)角的測(cè)試,并與原布進(jìn)行對(duì)比,測(cè)試結(jié)果見表3。

表3 G18與108、G38復(fù)配整理后織物的折皺回復(fù)角

由表3可知,復(fù)配整理后織物的折皺回復(fù)角大于原布的折皺回復(fù)角,這說明織物彈性提高。而G38∶G18以2.7%∶0.3%(owf)復(fù)配柔軟劑整理后織物折皺回復(fù)角提高的幅度較大,說明G38%∶G18以2.7∶0.3%(owf)復(fù)配物更有利于提高棉針織物彈性和蓬松性。

2.5 傅里葉紅外光譜分析(FT-IR)

圖2出示了復(fù)配整理后織物與未經(jīng)復(fù)配整理織物的FT-IR光譜。從圖中G38∶G18以2.7%∶0.3%(owf)復(fù)配柔軟劑整理后織物的紅外吸收光譜曲線可以看出,3330cm-1～3270cm-1處吸收峰為-NH 的伸縮振動(dòng)峰。2916cm-1、2894cm-1、2850cm-1處吸收峰為聚醚鏈段中-CH的變角吸收峰;1100cm-1處吸收峰為C-O-C的伸縮、彎曲振動(dòng)峰,950cm-1、841cm-1處吸收峰為C-C的伸縮振動(dòng)峰。1084cm-1與1029cm-1處吸收峰為Si-O的伸縮振動(dòng)峰。1028cm-1處檢測(cè)到季銨基團(tuán)的特征峰,以上均說明G38∶G18以2.7%∶0.3%(owf)復(fù)配物在織物上存在。982cm-1處吸收峰為Si-OH的特征吸收峰,則說明108∶G18以1.8%∶1.2%(owf)復(fù)配物在織物上存在。

圖2 復(fù)配柔軟劑整理后織物與未經(jīng)復(fù)配柔軟劑整理織物的FT-IR光譜

3 結(jié)論

(1)嵌段硅油兩兩復(fù)配對(duì)棉針織物進(jìn)行整理效果更好,可賦予織物優(yōu)異的柔軟性、蓬松性以及平滑性,綜合比較分析,以嵌段硅油G38與G18以2.7%∶0.3%(owf)整理后織物手感最好,達(dá)到5級(jí),折皺回復(fù)角由原來的173°提高到179°,與原布相比,色變僅有0.52,黃變程度較低。

(2)利用復(fù)配協(xié)同作用,開發(fā)新型柔軟助劑,同時(shí)提高棉織物的多種性能,提高棉織物產(chǎn)品的附加值。