氨基官能团聚有机硅氧烷是有机硅柔软剂中发展最快的产品之一。其因可使纤维“内部柔软”,赋予织物独特的光滑性、柔软性、丰满性、挺爽性和悬垂性等服用性能,而常被称为“高级柔软整理剂”、“柔软剂之王”。此外,经该类柔软剂整理后的织物,还具有良好的透气性和耐洗性,深受人们的喜爱。但氨基聚有机硅氧烷亲水性、抗静电性不佳,整理后织物存在穿着闷热、不舒适,遇高温易黄变等不足,需要通过接枝改性来改善。
本试验通过对氨基硅进行端基聚氨酯改性,制成反应性有机硅整理剂,以改善其应用性能,赋予织物更好的回弹性和耐洗性。由于聚氨酯整理剂不含甲醛,在反应过程中也无甲醛产生,所以是一种新型环保型织物整理剂。
1 试验
1.1药品和材料
药品乳化剂III-AF、醚化2D树脂EFR-3C(树脂中已加入催化剂)、纤维保护剂HI-40、环氧基硅油AV一920(以上均由深圳先进华联提供),专用氨基硅油、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、异丙醇、亚硫酸氢钠、冰醋酸、USV(BAYER提供弹性体,含固量28.0%)、EsPOLY 100(ESHIN提供弹性体,含固量99.1%)、POLY100催化剂CAT 100(ESHIN提供,含固量11.1%)。
材料 全棉平纹半漂布14.76 tex x 14.76 tex523根/10 cm×283根/10 cm
1.2合成原理及合成方法
利用异丙醇降低硅油的黏度,然后用异氰酸酯与其反应,反应式如下:
反应完毕后,用饱和的亚硫酸氢钠溶液进行封端反应,反应式如下:
在四口烧瓶中加入配方量的氨基硅油和异丙醇,混合均匀。用滴液漏斗缓慢加入配方量的异佛尔酮二异氰酸酯和异丙醇混合溶液。滴加完后,在80℃左右反应3 h,降温至20℃,加入饱和亚硫酸氢钠溶液反应2 h,得到改性溶剂型有机硅原油。反应终点根据产物中游离异氰酸酯基的含量来决定。
把乳化剂III—AF和改性后的有机硅原油按9:15混合、乳化,然后加入去离子水,用冰醋酸调节pH值至5—6,即可得到稳定、透明的聚氨酯改性硅油微乳液。
1.3改性硅油与纤维素纤维反应机理
该改性硅油产品在一定条件下能够解封,复分解出异氰酸酯,生成活性很高的异氰酸酯基(-NCO),其与纤维素纤维分子中的羟基(-OH)发生下列反应:
由于改性硅油与纤维素纤维之间发生了结合的化学键交联,使纤维形变的回复力得以提高,达到耐洗抗皱的目的。
1.4整理配方及工艺
1.4.1聚氨酯改性硅油整理工艺
织物→一浸一轧(轧余率75%)→烘干→焙烘
1.4.2聚氨酯改性硅油与醚化2D树脂同浴整理工艺
配方树脂160 g/L、HI-40 40 g/L,聚氨酯改性氨基硅油若干
工艺 二浸二轧(轧余率65%~70%)→烘干(90℃×90 S)→焙烘(150℃×80 s)
1.5测试方法
1.5.1织物弹性回复角测试
按GB/T 3819--1997(纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》测试。
1.5.2织物平整度的测试
按AATCC 124-2001《布料洗水后外观测试》测试。
1.5.3游离甲醛测试
按GB/T 2912.1—1998《纺织品甲醛的测定第1部分:游离水解的甲醛》测试。
1.5.4织物的撕破强力测试
按GB/T 3917.3—1997《纺织品织物撕破性能第3部分:梯形试样撕破强力的测定》测试。
1.5.5织物断裂强力测试
按照GB/T 3923.1—1997《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》测试。
1.5.6织物白度测试
用WSD一3型白度仪测试整理织物的光谱反射率,并与空白布进行比较。处理后织物的白度越大,即与空白织物的自度差值越小,织物的色变程度越小。
1.5.7织物手感测试
以5—10人为一组,对整理织物进行触摸评级。将手感分为5级,未整理的空白布定为1级,经有机硅油整理织物(同等浓度条件下)的手感定为5级。
2 结果与讨论
2.1聚氯酯改性氨基硅油整理棉织物的影晌因素
2.1.1 有机硅整理剂用量对织物性能的影响
在其它条件不变的情况下,改变整理剂用量,分别考察整理后织物的手感、白度、强力和回复角(表1)。
表1整理剂用量与织物各项性能的关系
从表1可以看出,随着整理剂用量的增加,整理后织物的弹性回复角增大。在50一90g/L时,织物的弹性回复角变化不大;当整理剂用量达40 g/L时,手感已较好,继续加大用量,手感变化不再明显。
随着整理剂用量的增加,整理后织物的撕破强力增大,断裂强力却有所下降;整理剂用量为40~60g/L时,两者变化相近。
综合考虑,整理剂用量以40~60g/L为宜。
2.1.2焙烘温度对织物性能的影响
其它条件不变,改变焙烘温度,分别考察织物整理后的手感、白度、强力及回复角,如表2所示。
表2焙烘温度与织物各项性能的关系
表2中,交联温度较低时,交联不充分,织物手感较差;焙烘温度达到160℃后,织物手感级数较高,且变化不大,但织物白度会随温度的升高而下降。
来源:印染在线
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