第十一章 防皱整理.ppt

1、1,Chapter 11,Anti-Crease Finish,Easy Care Finish,Wrinkle Resistant Finish,2,11-1 Introduction,11-2 Wrinkle of fabric and a basic conception of,anti-crease finish for cellulosic fabric 11-3 Mechanism of anti-crease finish 11-4 Resin of amide-formaldehyde 11-5 Non-formaldehyde reagents 11-6 Quality of

2、 finished fabric,3,11-1 Introduction,纯棉、粘胶及其混纺织物具有很多优良的特性，但它们也存在着弹性差、易变形、易折皱等缺点,故在穿着过程中不能保持平整的外观。为了改善上述不足之处，人们通过对棉织物进行树脂（特殊的高分子预聚体）整理后，提高其从折皱中回复原状的能力，从而提高织物的防缩、防皱性能。因此防皱整理通常称为树脂整理。,4,防皱整理的发展历史 第一阶段：防皱防缩整理 粘胶织物：透气性好、吸水性强、穿着舒适、价格便宜；尺寸稳定性差 第二阶段：洗可穿整理 随着各种合成纤维的出现，由于其具有：洗后不易起皱、经一定温度压烫后服装所产生的折缝或褶裥不会因洗涤而消失

3、的特点而倍受消费者青睐。因此人们希望纤维素纤维织物也能具有上述优点，在防皱防缩整理的基础上开发了洗可穿整理。棉织物的免烫整理（或称洗可穿）,wash and wear W & W,5,防皱整理的发展历史, 第三阶段：耐久压烫整理,棉织物的耐久压烫整理：Durable Press DP,Permanent Press PP,防皱整理发展趋势：,常规的防皱整理剂存在甲醛释放问题，绿色、环保型的无甲醛整理剂的开发成为研究热点。防皱整理后往往导致织物的强力下降，如何减少强力下降也是一个研究方向。,6,Non Iron（免烫）,Wash and Wear（ W & W 整理，洗可穿） Durable P

4、ress （ DP 整理，耐久压烫） Permanent Press （ PP 整理，耐久压烫） and other terms such as minimum care(易洗免烫), easy- to-care, crease resistant, wrinkle resistant, wrinkle free are used for anti-crease or easy care finishes.,防皱整理效果的评定,织物经树脂整理后，其整理效果一般用折皱回复角来表示，通常是经向和纬向回复角之和；其回复角的大小除与整理效果有关外，还与织物的组织结构有关。通常情况下：Untreated

5、 fabric of cotton （经向）：80850；Treated fabric of cotton （经向）：1101300；Untreated fabric of cotton （经纬）：1600；Treated fabric of cotton （经纬）：2200；,crease recovery angle（CRA, 折皱回复角） recovery degree（回复度）,8,11-2 Wrinkle of fabric and a basic conception of,anti-crease finish for cellulosic fabric,11.2.1 The re

6、ason of forming wrinkle on fabric,织物上折皱的形成，可认为是由于外力使纤维弯曲变形，放松后未能完全复原所造成。,9,Crystal Regions（晶区）,纤维素长链分子相互平行排列，并通过氢键和范德华引力的作用，纤维素大分子链紧密牢固地与相邻分子链结合在一起，纤维素分子间无空间让水分子和树脂分子进入，而且纤维素大分子链很难相对运动。即使产生分子间的相对位移，待应力消除后，其结合力就立刻使位移分子恢复到原来位置（发生普弹形变）。,所以结晶区可以认为是完全防皱的。,10,Amorphous Regions（无定形区）, 在此区域内，纤维素分子排列无序或序列较差；

7、纤维大分子链间的间距较大，相邻大分子链间的引力也低于晶区，树脂和染料分子都可渗入。, 在此区域相邻大分子链间引力较低，在外力作用下可使纤维素大分子链发生位移，当外力去除时，没有足够的约束力能使纤维素分子回到其原来的位置，使织物造成折皱（发生普弹形变、强迫高弹形变、永久形变）。, 折皱主要是在无定形区产生的。,11,Resistance to creasing is imparted to cellulosic fibers by restricting the slippage of molecular chains. Chain slippage can be restricted by a

8、dding chemical crosslinks between the molecular chains in the amorphous regions of the fiber or by deposition of a polymeric substance in the amorphous regions. Permanent creases may be placed in a fabric by creasing the fabric at the desired location before the crosslinks are formed.,12,综合归纳 宏观：织物的

9、褶皱是因为织物产生了不可回复的形变的结果； 微观：织物上褶皱的形成与纤维大分子结构单元密切相关。纤维是由基本结构单元（如分子链、分子束、原纤维等）组成的，它们之间存在着各种不同方向、不同大小的作用力（如氢键、范德华力、共价键等）的作用，处于平衡状态。当纤维受到外力作用后，大分子结构单元的平衡状态被破坏，基本结构单元伸长，取向度提高，并产生相对滑移，有些氢键被破坏，在新的位置上形成新的氢键，通过基本结构单元之间的变化达到新的平衡，纤维就发生了变形（褶,皱）。,13,11.2.2 How to improve the anti-crease ability,织物的抗皱性主要表现在两个方面：, 织物

10、在穿着过程中受到伸长、剪切和弯曲作用时，纱线间纤维的相对移动量小（不易发生形变、形变小）；, 产生折皱时织物因弹性好容易回复（即使发生,形变易回复）。,两者只要具备其一，织物就具有良好的抗折皱性能。,14,1. Properties of the yarn A. Number of twists, 纱线的捻度过小，抵抗外力作用的能力较差，纤维间极易产生位移，外力去除后，就会发生不可回复的变形，抗皱性能差；, 纱线的捻度过大，外力作用时虽然纱线中纤维间不易产生滑移，但是纤维本身发生较大变形，纤维内氢键断裂并在新的位置重建，外力消除后，纤维的变形不能回复，织物产生折皱。, 纱线的捻度过高或过低，均

11、对织物的抗皱性能有不,利影响。,15,B. Fineness,同一种棉纤维，捻度相同的条件下，纱线的直径增加，纱线的抗弯刚度增大，抵抗外力变形的能力相应提高，织物的抗折皱性能越强。,16,2. Fabric texture A. Tightness,图11-2 织物紧度与折皱回复角的关系,17,B. Thickness,织物厚度增加，刚性随之增加，织物的抗皱性和折皱回复性也增加。,C. Texture,纱线和纤维相同的条件下，织物的折皱回复性能：斜纹组织结构平纹组织结构缎纹组织结构,3. Resin finishing,通过树脂整理可以改善织物的抗皱性能,18,11-3 Mechanism o

12、f anti-crease finish,要使纤维素纤维织物不易起皱，需使织物中的纤维具有一定的弹性，受到外力作用时产生的形变，当外力去除后能回弹到原来的形状。,20,11.3.1 Theory of resin aggradation,树脂沉积理论：, 处理到织物上的整理剂，经焙烘后会在纤维内部形成网状结构缩聚物的树脂，沉积在纤维的无定形区；, 沉积的树脂通过物理机械作用，阻碍纤维素纤维中大分子或基本结构单元的相对移动（依靠机械摩擦作用或氢键，改变纤维的流变性）。,21,11.3.2 Theory of covalent crosslinking,树脂整理剂固然能自身缩聚，但也不能排除与纤维

13、,素上的-OH 基发生反应的可能。织物防皱性的提,高，也可能是由于在纤维素大分子或基本结构单元间生成共价交联的缘故，所以提出了共价交联理论。,22,树脂交联理论：, 整理剂和纤维素纤维大分子中的羟基发生反应，,在纤维素分子链或基本结构单元间形成共价交联；, 共价交联的形成，使纤维在形变过程中因氢键拆散而导致的蠕变和永久形变减少，纤维从形变中的回复能力提高。,24,不论是树脂沉积理论还是共价交联理论，经过整理后的纤维素纤维的弹性模量得到提高，即比未处理的纤维难以变形，而且具有较高的弹性，从形变中的回复能力增强，防皱性能得到提高。,25,为了使纤维或织物具有防皱性，可在无定形区中紧邻的纤维素分子间

14、增添一些连接。处理时织物要保持所需的形状，在适当的催化剂存在条件下，引入的分子至少具有两个以上能与纤维素发生反应的基团。,这些分子通常称为纺织树脂，实际上称为“初缩,体”（precondensates）较为合适。,11-4 Resin of amide-formaldehyde11.4.1 Structure,防皱整理剂又称交联剂，目前工厂里常用的是N羟甲基酰胺类整理剂，它们是由酰胺与甲醛在一定的条件下反应生成的化合物，其生成物通常称为树脂初缩体。即,28,HCl,H+ + Cl-,11.4.2 Mechanism of the reaction of resin withcellulose1

15、1.4.2.1 Theory of proton catalysis酸碱质子理论 酸：凡是能够释放质子（氢原子）的任何含氢原子的分子或离子，如：HCl 碱：任何能够与质子结合的分子和离子，如：Cl-,C,O,N,R,CH2OH + H+,C,O,N,CH2,R,H,O +,C,O,CH2,NR,+,H,_ H2O,C,O,N,CH2,R,H,O +,C,O,N,R,+ CH2 + Cell,OH,Cell,C,O,N,CH2,R29,O,Cell + H+,30,最初的酸性催化剂：游离的酸，如：硼酸,（H3BO3）、醋酸（HAc）、酒石酸（tartaric acid，,HOOCCHOHCHOH

16、COOH ，2,3-二羟基丁二酸）、醋,酸和酒石酸的混合物、高沸点的有机酸。,树脂初缩体在酸性介质中不稳定、易缩和、产生沉淀，整理液使用时间不长，在生产周期中，整理效果常发生变化。,31,为了增进整理液的稳定性和结果的重现性，使用潜酸性催化剂。 所谓潜酸性催化剂是一种能在干燥或焙烘时，产生所需要的酸度，而在浸渍液中不产生酸的催化剂。酸性的产生是通过热分解、水解、与甲醛反应或因浓度提高而引起的，其释酸条件是可以预测和控制的。 硫酸铵(NH4)2SO4、氯化铵NH4Cl、硝酸铵NH4NO3 和磷酸铵(NH4)3PO4 是合适的潜酸性催化剂。 在低温时，加有铵盐的整理液呈中性或弱酸性，整理液非常稳定

17、，整理液施加到织物上后在焙烘过程中，铵盐发生分解而释放出游离酸，催化整理剂与纤维素,纤维反应。,33,路易斯酸碱理论（酸碱电子理论）,酸：可以接受外来电子对的分子、原子团、离,子或具有电子层结构未饱和的原子,电子对接受体,碱：给出电子对的分子、原子团或离子,电子对给予体,11.4.2.2 Theory of Lewis-acid Catalysis, 在树脂整理中，金属阳离子（M+）作为路易斯酸催,化树脂与纤维素纤维的反应。,C,O,N,R,CH2OH + M+,C,O,N,CH2,R,M,O +,C,O,NR,+,H,CH2 + MOH,C,O,N,CH2,R,H,O +,C,O,N,R,+

18、 CH2 + Cell,OH,Cell,C,O,N,CH2,R34,O,Cell + H+,C,N,CH2OH,R,C,N,CH2,R,H,O+,C,O,N,R35,H,MOHO,H+,O +,H,M,H,+ CH2 + H2O,M+ + H2OO,11.4.3 Reaction on the agents of amide/formaldehyde,with cellulose,表11-2,交联剂与棉纤维进行化学反应的速率常数K（水中）39,40,由表11-2可知：, 温度升高，整理剂与棉纤维的反应速率加快；, pH值降低，整理剂与棉纤维的反应速率加快;, 在相同的温度和pH值条件下，不同交

19、联剂的反应速,率取决于化合物的结构特性，连接在氮原子上的取代基的供电子性越强，反应速率越快。,如：DMEU与纤维素反应的速率较DMDHEU高,虽然反应速率快的交联剂有利于提高生产效率，但是与纤维素反应后形成的共价交联键耐酸水解能力差。,41,酰胺甲醛类整理剂与纤维素之间的交联方式很多，整理剂可以在纤维素分子间形成交联或在纤维素分子上形成支链，形成的交联可以是单分子或自身缩聚成线型或网状的大分子，另外，也可能是以树脂沉积在纤维内。,42,H2C,CH2,N,C,N, 单分子交联O,H2 C,H2 C,O,O,Cell,Cell, 单分子支链,H2C,CH2,C,N,O,H2 C,O,Cell,H

20、2C,CH2,N,C,N,O,H2 C,H2 C,OH,O,NH 或 Cell,43,H2C,CH2,N,C,N,O,H2 C,O,Cell,H2C,CH2,N,C,N,O,H2 C,H2 C,O,O,Cell,H2 C,H2C,CH2,N,C,N,O,H2 C,O,Cell,H2C,CH2,N,C,N,O,H2 C,H2 C,O,Cell, 线型大分子交联,44,45,11.4.4 Process of anti-crease with amide-formaldehyde,1、工艺流程浸轧整理液预烘焙烘后处理2、整理液组成组 成 用量（克升）整理剂（树脂初缩体）：三羟甲基三聚氰胺（TMM）

21、 4080双羟甲基二羟基环亚乙基脲DMDHEU（简称2D） 3545催化剂：氯化镁（对初缩体固体含量计%） 1012添加剂：柔软剂VS 20润湿剂： 渗透剂JFC 3,3、整理液中各组分的主要作用,1）整理剂如常用的2D、TMM树脂等，在适当的条件下与纤维素反应生成 稳定的共价交联，使织物获得满意的防皱效果。对于棉织物而言， 要想具有较好的防皱效果，整理后棉织物上树脂的含量如下所示：整 理 剂 棉织物上树脂的含量（%）脲醛 510 三聚氰氨甲醛 48 乙撑脲甲醛 46,2）催化剂：使整理剂在焙烘过程中迅速发生必要的反应。目前工厂里常用的是 金属盐类作催化剂，这样能保证整理液在常温时能较长时间的

22、稳定，而在 高温焙烘时发生必要的催化作用。铵盐类：氯化铵、磷酸氢二氨等；无机金属盐类：氯化镁、硝酸锌、硝酸铝、氟硼化锌等；新型催化剂：磷酸氢镁、氟硼化镁等；混合催化剂：金属盐与柠檬酸、草酸等混合； 注意事项：选用不同的催化剂时，其焙烘条件也不相同；催化剂的用量一般用树脂初缩体的重量百分率来表示如氯化铵： 13% （对树脂初缩体重量）氯化镁 1012%（对树脂初缩体重量）硝酸锌： 1013%（对树脂初缩体重量）碱式氯化铝： 2%（对工作液重量）,3）添加剂：为了提高树脂整理后织物的撕破强力和耐曲磨性能，通常要加入柔软剂等添加剂，如柔软剂VS等；4）润湿剂：提高棉织物的润湿性能，有利于树脂初缩体能

23、较快地渗透到纤维内部如渗透剂JFC等；,4、工艺条件分析,1）浸轧浸轧要均匀，棉织物防皱整理时带液率一般控制在7080%；织物要具有优良的吸水性能，否则容易形成表面树脂；织物不能带碱，以免防碍催化剂的催化效果；织物不能带氯，否则整理剂会产生吸氯现象；2）预烘要控制好预烘条件，防止“泳移”现象的产生，而形成表面树脂；否则经防皱整理的织物不断防皱性能差，手感粗糙。而且还会发脆；,3）焙烘提高温度，加速树脂初缩体与纤维素的反应生成稳定的共价 交联，从而具有满意的防皱性。焙烘温度和时间，主要取决于初缩体的性质和催化剂的类型；如 氯化镁： 1501600C，35分钟由于焙烘过程中有甲醛逸出，因此焙烘就有

24、良好的通风设备。4) 后处理包括热洗、水洗等，去除织物上残留的未反应的化合物、付产物以及游离的甲醛等。,49,11.4.4.3.1 非干态交联工艺,1. 湿态交联,工艺：,整理剂（DMDHEU 1215），HCl作催化剂 织物浸轧整理液（轧余率75100）, 打卷, 室温放置（2025，15h）, 开卷水洗，干燥,50,特点：经湿态交联处理，棉织物可获得优良的湿防,皱性能，但是干防皱性能很差。,原因：棉纤维在湿态时处于溶胀状态，交联主要发,生在中等侧序度区域。在低侧序度区域，由于纤维素纤维分子链之间的距离较大，交联极少，干燥后纤维干瘪，产生的交联处于松弛状态，故织物的干防皱性能极差。,11.4

25、.5 Problem of dissociated formaldehyde在整理剂初缩体的制备过程中，甲醛和酰胺类化合物在酸或碱的催化作用下发生反应，生成N-羟甲基化合物，同时酸、碱也可催化逆反应，因此酰胺甲醛类整理剂体系中存在游离甲醛。,+,OC,H,H,OC,NH,R,H+ or OH-,OC,N,CH2OH,R59,60,在焙烘过程中，并不是所有整理剂中的N-羟甲基,化合物都与纤维素分子上的羟基反应，在织物上,有N-羟甲基化合物存在。,在酸或碱的催化下发生分解，释放出甲醛。因此，用酰胺甲醛类整理剂整理织物时存在甲醛问题。,63,即使整理剂与纤维素分子发生共价交联反应，在外界条件（酸、碱

26、）的作用下，生成的共价交联,也会发生水解反应，重新生成N-羟甲基化合物。 生成的N-羟甲基化合物在酸、碱等条件的作用,下，发生分解释放出甲醛。因此，用酰胺甲醛类整理剂整理织物后，在穿着使用过程中，始终会有甲醛释放。,66,甲醛对人体的危害及其浓度的允许限度,HCHO, formaldehyde,活泼化合物，脂肪族醛类中毒性强，空气中有,微量（0.051 ppm）就有难闻气味，刺激眼睛,粘膜和皮肤，并有口服毒性。,目前，世界各国都以开发生产绿色纺织品或生态纺织品为目标，国际上对绿色纺织品或生态纺织品的认证是以国际纺织品生态研究和检测协会(International Association for

27、 Research and Testing in the Field of Textile Ecology)1992年制定的OekoTex100标准为基础的, 在OekoTex Standand 100标准中，明确规定纺织服装产品上甲醛含量限量值如下：家具布、窗帘布、桌布 300 mg/kg 不接触皮肤的衣服 300 mg/kg 装璜织物 300 mg/kg 床垫、接触皮肤的衣服 75 mg/kg 床单、婴幼儿纺织品 20 mg/kg,76,为了减少织物上残留的甲醛量，一般可采用以下三种方法：, 对经DP整理的织物进行充分水洗；, 在整理液中添加H2O2、尿素等化学药品作为甲醛捕,捉剂，降低整

28、理浴中甲醛的含量。,H2O2 可以将甲醛氧化成甲酸,尿素可以和甲醛反应生成脲醛树脂, 用甲醇、乙二醇、二缩乙二醇等对N-羟甲基酰胺类,化合物中的羟甲基醚化处理。,86,11-5 Non-formaldehyde reagents,由于人们认识到服装上的甲醛对消费者存在潜在的危害，对棉织物的无甲醛防皱整理进行了大量的研究。归纳起来，主要有乙二醛酰胺类化合物、双羟乙基砜类化合物、环氧类化合物、水性热反应型聚氨酯、反应性有机硅类化合物、壳聚糖等天然高分子化合物和多元羧酸类化合物等。,11.5.1 Classification and preparation of non-formaldehydere

29、agent, polycarboxylic acid11.5.1.1 1, 2, 3, 4-butanetetracarboxylic acid (BTCA),H2CHCHCH2C,COOHCOOHCOOHCOOH,在目前所研究的多元羧酸类化合物中， 1, 2, 3, 4-丁烷四羧酸（BTCA）是被研究最多、整理织物后效果最好的一种多元羧酸。 BTCA的制备方法主要有化学合成法、辐射合成法和电化学合成法等。88,90,11.5.1.2 1, 2, 3-propanetriacarboxylic acid (PTCA),H2CHCH2C,COOHCOOHCOOH,PTCA（丙三酸）整理效果逊于B

30、TCA91,92,H2CHCH2C,COOHCOOHCOOH, H2O,H2CHCH2C,O CO CO COOH,CellOH,H2CHCH2C,OC OCOOHCOOH,Cell,catalysis,H2CHCH2C,CCC,O,Cell,O OOO,CellOH,H2CHCH2C,O,CellCell,C OCOOHC OO,93,11.5.1.3 Modified citric acid (CA),尽管BTCA整理棉织物的免烫效果好，强力保留率,也高，但是由于它的成本高，水溶性低，研究者尝试选择其它多元酸来代替。,柠檬酸价格便宜、无毒、资源丰富，成为研究者的首选。,94,但用柠檬酸整理

31、后织物明显泛黄，泛黄的主要原因 是柠檬酸在高温焙烘时，2位上的羟基会发生脱水， 生成乌头酸（citridic acid）（丙烯三酸）。,H2C,COOH,CH2C,COOHCOOH,HO,HC,COOH,CH2C,COOHCOOH,+ H2O,95,生成的乌头酸又有可能进一步脱去CO2，形成衣康酸 （itaconic acid，甲叉丁二酸）。乌头酸和衣康酸都是不饱和酸，在焙烘过程中，使织物变色泛黄。,+,HC,COOH,CH2C,COOHCOOH,CO2,CH2,CH2C,COOHCOOH,为了克服柠檬酸整理织物泛黄的缺点，用马来酸聚合物和柠檬酸一起整理棉织物，可以改善柠檬酸的泛黄性。在高温焙

32、烘过程中，聚马来酸上的,羧基与柠檬酸中的羟基发生了酯化反应。,HCHCHCHC,COOHCOOHCOOHCOOH,+,H2CCH2C,COOHCOOHCOOH,HCCHCHHC,HOOCHOOC,H2C,COOCH2CH2CCOOC,H2C,COOH96,COOH,COOHCOOHCOOHCOOH,2 HO,98,CA的工业应用, 整理效果低于BTCA和PTCA，原因：CA属羟基酸，分子中的-OH妨碍了邻近的-COOH与纤维上的-OH发生交联反应；, 焙烘时使织物泛黄；, 经CA处理的织物耐洗性稍差，强力保留率也不,能令人满意；, 但价格低廉、安全性高，受到人们的关注。,99,11.5.1.4

33、 Terpolymer of maleic acid (TPMA),由于马来酸聚合物的链段结构与BTCA相似，许多,研究者对聚马来酸化合物用于棉织物的免烫整理进行了研究，发现马来酸聚合物整理棉织物可以获得良好的免烫效果，特别是马来酸聚合物与柠,檬酸或BTCA联合使用时效果更好。,C,100,马来酸的聚合一般是以马来酸酐作为原料，先在碱性条件下将马来酸酐水解生成马来酸，然后在过氧化物的引发作用下聚合，反应过程如下：,m,+,m,m H2O,HCC,O,CHC,O,O,HCHC,COOHCOOH,H C,H,HOOC,COOH,m,maleic anhydride,peroxide,117,11.

34、5.4 Process conditions11.5.4.1 Preparation of working liquid,多元羧酸整理剂次亚磷酸钠有机硅柔软剂强力保护剂,6080 gL（整理剂以100计） 3040 gL（不含结晶水）适量适量,水,余量,调整整理液pH值至适当值,11.5.4.2 Process condition 织物二浸二轧整理液，轧余率7080 80烘干3分钟 170或180焙烘适当时间,焙烘时间取决于焙烘温度和整理液pH值,120,11-6 Quality of finished fabric11.6.1 织物的平挺度等级织物平挺度等级用于评价经防皱整理的纺织品重复 洗

35、涤后表面的平整性，共分六级，分别为1级、2 级、3级、3.5级、4级和5级，1级最差，5级最好。分别代表的织物表面状况为： 5级：非常平整，有熨烫、整理过效果； 4级：平整，有整理过效果； 3.5级：基本平整，但无熨烫过效果； 3级：有皱，无熨烫过效果； 2级：有明显的折皱；,1级：折皱非常严重。,121,按照AATCC标准，有六块标准模板，分别代表1级、 2级、3级、3.5级、4级和5级。对织物进行评级,前，先按照标准规定，对织物进行水洗、干燥，然后将被评试样与标准模板放在一起，评级时灯光光源、试样放置高度、评价者与试样之间的距离等条件需严格按照标准规定，由评价者根据试样与标准模板的相近程度

36、，给出试样的级数。织物平挺度等级反应了织物树脂整理的优劣，与织物的折皱回复角有一定关系，但不具有对应关系。,122,11.6.2 Main mechanical properties,纤维素纤维织物经防皱整理后，在物理机械性能方面发生了明显的变化，例如折皱回复角提高，拉伸断裂强度、拉伸断裂延伸度、撕破强度和耐磨性都有不同程度的变化，这些性能与织物的耐用性能密切相关，在生产和科学研究过程中需要加以测定。,物从形变中回复能力的最直观的指标，折皱回复角的大小反应了树脂整理的,优劣。123,11.6.2.1 Crease recovery angle棉织物经树脂整理后，树脂在纤维素纤维内部通过交联作用

37、、树脂沉积作用增加了纤维的弹性，提高了织物从形变中回复的能力。折皱回复角是反映织,图11-4 整理剂BTCA用量与织物折皱回复角的关系,124,防皱整理后棉布的断裂强度和断裂延伸度明显降低，降低的程度随织物防皱性能的提高而加剧。织物断裂强度的降低主要是由于共价交联的作用所致。由棉纤维的断裂机理可知，棉纤维的断裂是由分子链的断裂而引起的。棉纤维经过防皱整理后，由于在纤维的基本结构单元及大分子间引入一定数量的共价键，与未整理过的纤维比较起来，各单元间的移动性受到限制，负担外力的情况更不均匀，必然引起强度的下降。纤维的强度是织物的基础，以致织物的断裂强度也有下降。,11.6.2.2 Breaking

38、 strength and extension,125,一般来讲，织物折皱回复性能的提高与织物断裂强度的降低成正比，因此，在对织物进行树脂整理时，应综合考虑折皱回复角的提高和织物强度降低之间的平衡。,126,未经整理的粘胶纤维的断裂机理与棉纤维有所不同。对粘胶纤维而言，聚合度、结晶度较低，取向度小，纤维的分子链较短，大分子之间的作用力较小。受拉伸断裂时，主要是分子或基本结构单元的滑动起着主要作用。,经过防皱整理后，由于在粘胶纤维分子间建立了共价交联，使大分子间的作用力得到加强，受外力作用时，粘胶大分子或基本结构单元间的滑动趋势降低，使纤维的强度提高。,127,粘胶纤维在湿态下纤维溶胀，受力时分

39、子或结构单元的滑动增加，因此粘胶纤维的湿态强度较干态强度低。防皱整理后，由于交联的存在，限制了粘胶纤维在湿态的溶胀，因此湿态强度也有提高，且提高幅度较干强度提高明显。,需要注意的是，如果交联密度过高，将会出现类似棉纤维的情况，即粘胶纤维的强度经交联处理达到最高值时，再增加交联，粘胶纤维的强度会重新下降。,128,图11-5 粘胶纤维的应力 应变曲线,1未处理 2处理,无论棉纤维还是粘胶纤维织物，经防皱整理后，拉伸断裂延伸度都发生明显的降低，主要是因为经防皱整理后，在纤维素大分子或基本结构单元间引入共价交联，降低了纤维随外力而发生形,变的能力，因此使织物的断裂延伸度发生明显的下降。,129,11

40、.6.2.3 Tearing strength, 织物在使用过程中，特别是在衣服的纽扣、袋口等处，有时会使纱线受到与其轴线方向垂直的外力作用，发生撕裂现象，织物是否耐用与其耐撕裂能力有很大关系；, 织物的撕裂能力一般以测定织物的撕破强度来表,示；, 所谓撕破强度是指织物的经纱或纬纱的切口处耐,拉伸的能力，以拉开切口所需的力表示。,130,防皱整理后，, 棉纱线的断裂强度和断裂延伸度降低，棉织物的撕,破强度有显著降低；, 粘胶纤维织物的拉伸断裂强度增大，但撕破强度有,明显降低。,原因：断裂延伸度降低,撕破强度的降低正比于断裂延伸度的降低,织物撕裂强度的高低，除了与纱线的强度有关外，还与撕裂时承受

41、外力的纱线的数量有关，因此织物纱线强度或断裂延伸度过低，织物中纱线的可活动性较小，都将使织物具有较低的撕破强度。,131,为了提高织物的撕破强度，普遍采用在整理液中添加柔软剂的方法。虽然在整理液中添加柔软剂，不能提高整理后纱线的断裂强度和断裂延伸度，甚至使织物中纱线的断裂强度和断裂延伸度下降。但由于使用柔软剂后，使织物中纱线间的摩擦系数减小，纱线在织物中的移动性提高，于是织物在撕裂时，纱线易于聚拢而有较多的纱线来共同承受撕力，使整理品的撕破强度得到一定程度的改善。,132,图11-6 柔软剂对整理后织物撕破强度影响示意图,133,11.6.2.4 Abrasion resistance（耐磨性

42、）, 织物中纱线和纤维在摩擦中发生反复形变而受到的损伤，通称为磨损。织物是否耐用，在很大程度上取决于它的耐磨性。, 影响织物耐磨性的因素极其复杂，研究表明织物的拉伸和回复性能是影响耐磨性的重要因素。强度、断裂延伸度和弹性都较高的纤维，具有较高的耐磨性。, 纤维素纤维织物经防皱整理后，织物的耐磨性随防皱性的提高而下降，这主要是由于纤维的强韧度降低所致。,134,衣服在穿着过程中所发生的摩擦可分为平磨和曲磨两类。 棉织物、粘胶织物经树脂整理后，无能是平磨、还是曲磨都会发生一定程度的下降。为了提高整理织物的耐磨性，可在整理液中添加适当的热塑性树脂或柔软剂，热塑性树脂有助于提高织物的耐平磨性，柔软剂的

43、加入有助于提高织物耐曲磨性。,136,11.6.3 Launderability（耐洗性）,整理品的耐洗性，主要决定于防皱整理剂与纤维素反应后所形 成的共价交联的稳定性。实质上是共价交联键耐酸、碱水解的稳定 性，以及整理品是否会产生氯损或吸氯泛黄的问题。1、酸、碱水解稳定性1）酰胺类整理剂酰胺类整理剂与纤维素以醚键共价交联，在酸性条件下，整理 剂与纤维素之间的醚键容易发生水解反应，减少了纤维素大分子之 间的交联密度，降低了防皱效果。2）多元羧酸类整理剂多元羧酸类整理剂与纤维素可以形成酯键共价交联，酯键在酸性条件比在碱性条件下稳定，在碱性条件下，可发生水解。由于水洗都是在碱性条件下进行的，因此多

44、元羧酸类整理剂整理效果 的耐水洗性特别重要。,143,羟甲基酰胺类整理剂的织物在洗涤过程中，如果,遇到次氯酸钠NaOCl或水中的有效氯，大部分整理,剂都会产生吸氯现象；, 吸氯后的整理织物经高温熨烫后便发生不同程度,的脆损，称为氯损；, 有些整理品在吸氯后还会产生泛黄现象，称为吸,氯泛黄。,11.6.3.2 Chlorine retention(吸氯) and chlorine damage 由于N-羟甲基酰胺类整理剂中都含有氮，使用N-,146,氯损和吸氯不是同义词，关键在于吸氯后形成的氯酰胺的热稳定性和整理剂对酸的缓冲能力。, 如果吸氯后形成的氯酰胺的热稳定性好，不发生分 解，则不会有氯损

45、现象；, 如果氯酰胺不稳定，受热分解生成HCl和O，引起纤,维素损伤，使织物强力降低；, 如果整理剂对酸的缓冲能力强，则生成的HCl对纤维,的降解作用变小，氯损较小。,整理剂中含有亚氨基（NH）基团或经水解反应生成 NH基团是吸氯的主要原因。,11.6.3.3,整理效果耐洗性的测试,整理效果是否具有良好的耐洗性是防皱整理的关键，评价防皱整理后的织物是否具备耐洗性，一般 采用标准条件（例如参考AATCC标准）对织物进 行重复水洗，测试水洗后试样的DP等级或者折皱回复角，判断织物的耐洗性能。147,148,This is end for chapter 11.,Thank you for your attention!,