纺织产品开发学第六到九章(5)

2019-08-03 10:45

程中污垢重新沾污织物的倾向。目前易去污整理剂有以下几类。 (一)聚醚酯嵌段共聚物

该类易去污整理剂是乙二醇和对苯二甲酸乙二醇酯的嵌段共聚物,由于这类整理剂在高温条件下,能与聚酯大分子产生共溶共结晶作用,固着在涤纶上,从而形成耐久性整理效果。又由于嵌段共聚物能均匀分布于涤纶表面,聚氧乙烯基中氧原子和水形成氢键,使原来疏水性表面转成亲水性。在洗涤时,就可提高净化效率,减少污垢的再沉积作用。

(二)聚丙烯酸型

聚丙烯酸型易去污整理剂一般为共聚物乳液,具有良好的低温成膜性能,通过改变共聚物的组分,调节膜的硬度。这类共聚物与纤维有良好的粘着力,应用也很方便。这类易去污共聚物一般由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯(或丁酯)等单体共聚而成,由于分子中含有一定量的亲水性羧基,整理织物具有良好的易去污和防湿沾污性能,整理品的易去污性能取决于整理剂羧基的含量,也与聚合物类型有关。

共聚物中酸组分的比例需在20%以上时方有易去污效果,一般含量以25%-40%为宜。酸组分含量较低,由于聚合物中疏水部分能更牢固地粘着于疏水性纤维,故耐洗性较好,但易去污效果较差。反之,酸组分含量过高,虽具有很好的易去污效果,但由于聚合物水溶性增加,整理品在反复洗涤过程中,使这种聚合物薄膜逐步解吸,故耐洗性较差。 (三)全氟脂肪基和聚氧乙烯嵌段共聚物

为了克服拒油或易去污功能的偏向,实现纺织品在大气中有良好的防污效果,当被沾污后,其净洗又较容易这一目的,于是开发了一些既具有拒油性链段,又具有亲水性链段的两性结构的防污整理剂。常用的以全氟脂肪基为疏水性链段和聚氧乙烯链段为亲水性链段的嵌段 便具有这种结构。织物经整理后,具有优良的防油性及油污脱共聚物。例如,整理剂FC-218便具有这种结构。织物经整理后,具有优良的防油性及油污脱落性。这类整理剂具有双重的防污性能,是因为它们在不同的环境中会改变大分子排列。在空气中,拒油的全氟基团排列在表面上,形成低自由能表面;在水中亲水基团排列在表面上,使之与油污的临界能量最低,这样使整理后织物无论在空气中还是在水中都不易被油污沾污,明显地提高了服用性能。

第六节 防静电功能纺织品的开发

静电问题可通过增加电荷的逸散速率或抑制静电的发生予以控制。当材料中加入抗静电剂后,通过提高聚合物材料的导电性能或电子的传递能力,提高其抗静电作用。疏水性合成纤维,如聚酯、聚酰胺、聚烯烃及聚丙烯腈等纤维都是绝缘体,其体积比电阻比纯水高108倍。因为水具有相当高的导电能力,所以只要吸收少量的水就能明显地提高聚合物材料的导电性。天然纤维如棉、羊毛和蚕丝都是亲水性纤维,能以氢键方式结合一部分水,如处于绝对干燥的情况时,也是绝缘体,同样可带静电。

在已知的用以改善纺织品导电性能的抗静电剂中,大部分是吸湿性

的化合物,即通过吸附水分,以及通过溶解于水中的离子而提高其导电能力的,如聚乙二醇、山梨糖醇、甘油等多元醇以及吸湿性强的氯化钠无机盐等。

通常,离子性抗静电剂比仅有吸湿作用的非离子型抗静电剂更为有效。离子型的抗静电剂是导电性高的离子型聚合物或离子交换树脂,如季铵盐类聚合物,由于离子型基团的高吸湿性,即使在相对湿度较低的情况下,也能吸收较多的水分,因此通常被公认是优良的抗静电整理剂。 导电性纤维既可通过将导电性炭粒分散于合成高聚物中,也可用金属涂层,如硫酸铜、银、钻、金或镍粉等涂布于纤维表面,或用金属如不锈钢或铝制造纤维。然而,这些方法的不足是大部分导电性组分都是有色物质,即使用量很少也还有色素影响,限制了扩大使用。 (一)非耐久性抗静电整理剂

所谓非耐久性抗静电整理,一般经水洗要失去抗静电能力,整理效果不耐久。在这类整理剂中,应用较多的是表面活性剂,有阴离子型、阳离子型和非离子型。阴离子型抗静电剂,例如 为烷基聚氧乙酸醚时,是一种性能优良的抗静电剂,在烷基硫酸酯类化合物(ROS3Na),当R为烷基聚氧乙酸醚时,是一种性能优良的抗静电剂,在合成纤维纺丝油剂中应用较多。烷基磷酸酯类化合物,不仅抗静电性能较强,而且具有较高的热稳定性,如抗静电剂P为磷酸酯和三乙醇胺的缩合物。

非离子型如脂肪胺和脂肪酰胺的聚醚衍生物类抗静电剂,随着环氧乙烷数的增加,吸湿性增加,抗静电性增强。脂肪族的季铵盐衍生物属阳离子抗静电剂,其活性离子带有正电荷,对纤维的吸附能力较强,具

有优良的柔软性、平滑性、抗静电性,既是抗静电剂又是柔软剂,并且有一定的耐洗性,。目前应用最广泛的抗静电剂。抗静电剂TM是三乙醇胺和硫酸二甲酯缩合物。

非耐久性抗静电剂的整理效果虽耐久性差,但整理剂挥发性低,毒性小,而且不易泛黄,腐蚀性较小。纤维纺丝和纺织用油剂多用非耐久性 抗静电剂。

(二)耐久性抗静电整理剂

理想的耐久性抗静电剂应该是在相对湿度低的环境中,具有尽可能高的回潮率,而在水中具有尽可能低的溶胀性。耐久性抗静电整理在生产中以阳离子型和非离子型整理剂应用广泛。

近年来,聚环氧乙烷与聚对苯二甲酸乙二醇酯的嵌段共聚物是聚酯纤维织物应用较广泛的抗静电和易去污整理剂。聚合物分子结构中含有聚氧乙烯醚键,可在聚酯纤维表面形成连续性的亲水薄膜,富有吸湿性,减少静电现象,还含有可以结晶的聚酯链段,它和聚酯纤维的基本化学结构相同,因此对聚酯纤维有较好的相容性,通过高温焙烘作用,整理剂可以与聚酯纤维产生共溶共结晶作用,使整理的织物有较高的耐久性。耐久性阳离子型抗静电剂有聚丙烯酸和丙烯酸酯的阳离子衍生物,其本身不溶于水,需制成乳液使用,耐久性良好。

抗静电整理工艺多采用轧、烘、焙工艺,而焙烘的温度因不同的抗静电剂、不同的交联剂而有所不同。

第七节 隔离与通透功能纺织品的开发

一、热防护功能纺织品的开发

人体对热的防护主要包括避免直接与火焰接触(对流),或直接与热源接触;高温热源辐射热的隔离;火花和熔融金属喷射物和各种热蒸汽冲击的防护等。由于热源性质以及热转移和接触方式不同,对防护服的要求也不同,包括纤维材料、织物组织结构、处理加工方法和防护服的制作应用方式都不同。一般热防护织物应具有以下条件: 1.具有阻燃性能,离火焰后不再燃烧;

2.防护织物遇热或熔融后应保持原有形状,不收缩,焦化后不散裂,这样可以避免接触和损伤皮肤;

3.具有较好的阻燃或绝热作用,以使穿着者有时间避免热源直接伤害,同时要求燃烧时不产生煤焦油或其他导热熔融物质,伤害皮肤; 4.最好具有防水、防油或其他液体性能,可阻止高温水、油、溶剂以及金属融体或其他液体溅射而透入织物,损伤皮肤。

有关防护服的纤维材料、结构、后处理和制作有以下几类方法可参考。 (一)热导防护

经试验,对铁、铝、镁等熔融金属的防护,金属量和品种都有影响。羊毛绝缘性好,对金属粘着力也低,总体防护性能较好。羊毛厚织物(540g/m2)可防护350ml熔融钢铁或矿渣;羊毛薄织物(270-350 g/m2)适用于对铝、镁等熔融金属的防护。根据试验和实际应用得出以下结论:

1.材料不宜用热塑性纤维和导热性能优良的纤维,要求纤维在高温焦化后也不导热。织物表面光滑可减少金属沾粘,泽普鲁羊毛和卡利邦


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