丝织物轻盈飘逸、滑爽透气、手感柔软、光泽柔和、舒适华贵,是服饰中的高档面料。随着人们生活水平的提高,对真丝绸的需求量与日俱增,但天然丝产量有限,供不应求,价格昂贵,且真丝绸本身具有易起皱的缺点,因此改善真丝绸的缺陷,寻求它的替代品曾成为行业的热点。日本是世界上天然资源缺少的国家之一,多年来在合成纤维的研究开发方面投入很大,涤纶织物的仿真丝绸研究首先在日本取得成功。我国于20 世纪80年代末、90年代初对涤纶织物的仿真丝绸的开发应用处于兴旺的时期,当时江苏吴江的盛泽镇自称为“仿真丝大王”,其后,原来以加工化纤织物为主的浙江绍兴、萧山地区也有了很快的发展,但就整体而言,我国的仿真丝绸加工技术与国际先进水平相比还有很大潜力可挖。涤纶及涤棉混纺织物的仿真丝绸整理(silk⁃like finishing)旨在保持涤纶挺爽和弹性好的优点,赋予其良好的手感、透气性、吸湿导湿性和真丝绸般的风格。仿真丝绸整理主要是对织物进行减量,使它具有柔软、透气和吸湿性能,再施加适量的助剂,使其具有真丝绸的特殊性能。涤纶织物减量有碱减量和酸减量两种,施加的助剂有丝鸣剂等。
(一)碱减量整理(base deweighting)
碱减量整理是将涤纶织物按一定的条件放在碱溶液中处理,利用烧碱对涤纶的水解作用,使纤维剥皮变细。
1.碱减量原理 涤纶由对苯二甲酸与乙二醇缩合而成,其大分子中含有大量的酯键,在强碱作用下,酯键会断裂、水解为对苯二甲酸和乙二醇:
涤纶在碱性条件下水解,由外及里像剥皮一样,纤维表面产生凹凸不平坑穴的挖蚀现象,使纤维变细,纤维及纱线间的空隙增加,形成外松内紧结构,织物透气性和纤维的相对滑移性增加,质量减小,具有像真丝那样的柔软、滑爽、飘逸的风格。
从理论上讲,NaOH 与涤纶反应,消耗的摩尔比应为2 ∶1,即每消耗2mol NaOH 就有1mol 的涤纶被水解,也就是被减量。因此:
式中:m1——未处理涤纶织物质量;
m2——经碱减量后的涤纶织物质量。
涤纶的实际减量率受到工艺条件,如助剂、浴比、反应温度、时间等的影响,比理论减量率低。
2.影响碱减量的因素
(1)氢氧化钠用量。氢氧化钠用量是对减量率影响最大的因素之一,随着NaOH 用量的增加,涤纶的减量率增大,按照理论分析,2mol 的NaOH 能水解1mol 的涤纶,但实际反应中受到包括加工方式在内的其他各种因素的影响,有部分氢氧化钠不能参与反应,因此实际减量率低于理论减量率。在轧蒸法碱减量中,氢氧化钠的反应比较充分,利用率可接近100%,但在浸渍法处理中,减量结束后仍有大量的NaOH 留在残液中,不可能全部利用,因此在制订配方时,应在理论用量的基础上提高一定的比例。用浸渍法进行涤纶的碱减量整理时,残液中还留有大量的NaOH,不仅浪费,而且还加重了废水处理的负担,因此许多企业都将残液回收、过滤后再用。多次回用后,由于残液中的对苯二甲酸和乙二醇累积浓度较高,则把这些高浓度的残液经酸析、提纯等处理后回收对苯二甲酸。实际生产中,要合理控制减量率,防止减量不匀,织物强力下降严重等问题。
(2)温度和时间。与其他化学反应一样,涤纶的碱减量随着温度的升高反应速率加快,则达到同样反应效果的时间缩短,企业在利用溢流染色机进行碱减量处理时,浸渍处理温度为90℃左右时,要用50~60min 时间,但采用110℃处理时,仅用数分钟时间。
(3)助剂。为了缩短减量的反应时间,节约能源,提高反应的均匀性,常常加入助剂,这些助剂主要是渗透剂和减量促进剂,前者主要用在轧蒸法中,帮助渗透,提高反应效率;后者用在浸渍法中,起到催化促进反应速度的作用。常用的减量促进剂为季铵盐类表面活性剂和阳离子聚合物,季铵盐类表面活性剂具有疏水性长链烃基,在碱液中可迅速地为涤纶所吸附,并与溶液中的季铵化合物达到平衡,在高温水浴中有部分化合物可进入纤维表面的空隙,从而通过离子交换作用,使溶液中的OH-可以迅速地向涤纶表面转移,提高了纤维表面的碱浓度,促进了纤维的水解。阳离子聚合物含有多个阳离子基团,并含有多碳长链,除具有促进作用外,还具有柔软作用。
(4)其他因素。织物的组织结构和纤维的线密度也是影响减量速率的因素,织物越紧密,纤维越粗,则减量速率越低,反之则高。此外,热定形也能影响减量速率,因为热定形后,涤纶的结晶度和整列度提高,碱液的可及度降低,从而降低了纤维的水解速度。
3.碱减量工艺(https://www.xing528.com)
例1:浸渍法。
室温入布→升温(3℃/min 左右)→98℃左右→处理45min→水洗→中和→水洗→脱水→开幅→干燥。
例2:轧蒸法。
二浸二轧(轧余率60%左右)→汽蒸(100℃,25min)→水洗→中和→水洗→干燥。
例3:轧堆法。
二浸二轧(轧余率60%~65%)→打卷包盖→室温反应(一昼夜)→水洗→中和→水洗→干燥。
(二)酸减量整理(acid deweighting)
使涤棉混纺、涤棉交织物中的棉纤维经强酸水解去除,从而产生轻薄、松软、滑爽的丝绸风格。
1.酸减量原理 棉纤维在浓硫酸(62%以上)的作用下,纤维素分子水解成低分子物或脱水炭化而被去除,留下了涤纶组分,增加了织物纱线及纤维间的空隙,使刚性减小,织物变得轻薄而柔软。
2.酸减量工艺 浸轧65%~75%的硫酸(轧余率60%左右),在30 ~40℃保温堆置20 ~30min (或高温汽蒸3min 左右),然后进行充分水洗和中和。
由于酸减量的效果不如碱减量,而且对安全防护、环境保护等带来许多麻烦,因此很少采用。
(三)特殊整理(special finishing)
经过减量的涤纶织物,虽然透气性、柔软性提高,具有丝绸的外观风格,但其吸湿性差,具有静电效应,易吸尘和沾污,而且缺乏丝绸特有的丝鸣(丝绸摩擦时发出的一种声音),可再通过亲水性整理,赋予涤纶仿真丝绸吸湿性和抗静电性能,通过一种特殊的丝鸣剂处理,使其具有丝鸣。
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