關(guān)鍵詞:滌綸織物;復(fù)合織物;防水;防油;單面涂層;泡沫整理
泡沫涂層是將空氣注入涂層漿中,經(jīng)發(fā)泡設(shè)備特殊處理,使涂層漿高倍發(fā)泡,成為均勻、細膩的泡沫狀態(tài),再將其添加涂覆于紡織品上,經(jīng)焙烘成膜后附著于織物表面,完成織物的涂層加工過程。
本文將泡沫整理的方法應(yīng)用到對滌綸織物的拒水拒油整理中,發(fā)揮泡沫整理低帶液率的優(yōu)勢,在節(jié)水節(jié)能的同時,賦予滌綸織物特殊的服用風(fēng)格,使其達到單面拒水拒油的效果,不影響織物內(nèi)側(cè)的吸濕透氣性能。本實驗探討了拒水拒油泡沫涂層劑的復(fù)配,用正交試驗方法確定發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑及拒水拒油整理劑之問的最佳配比,并確定最佳工藝路線,通過織物性能測試,對泡沫涂層與傳統(tǒng)浸軋整理的織物進行分析對比。
1實驗部分
1.1試劑與儀器
。1)試劑:氟系拒油拒水劑,含固量30.6%,浙江傳化股份有限公司制;十二烷基硫酸鈉SDS,分析純,天津市博迪化工有限公司制;壬基酚聚氧乙烯醚NP一10,遼陽科隆化學(xué)品有限公司制;羧甲基纖維素鈉CMC;羥乙基纖維素鈉HEC,北京化學(xué)試劑公司制;增稠劑PTF,上海大祥化工有限公司制;滌綸織物(斜紋)。
。2)儀器:羅氏泡沫儀;NDJ一1型旋轉(zhuǎn)式黏度計;6511型電動攪拌機;LFY一214型織物表面抗?jié)裥栽囼瀮x;LIJY一01B型電腦控制硬挺度儀;電腦式透氣性測試儀;電子織物強力試驗儀等。
1.2成泡機理
本實驗用高速電動攪拌器起泡。其發(fā)泡原理是通過攪拌器葉輪在泡沫基液中高速旋轉(zhuǎn),空氣進入基液而形成泡沫流體。該方式發(fā)泡速度快,效果好。
1.3穩(wěn)泡機理
泡沫穩(wěn)定性指泡沫保持其所含液體及維持自身存在的能力,主要取決于排液的快慢和液膜的強度及表面黏度。發(fā)泡體系中加入少量泡沫穩(wěn)定劑后,體系的表面張力降低,壓差變小,因而排液速度減慢。泡沫的穩(wěn)定性用泡沫半衰期表示,半衰期越長,泡沫越穩(wěn)定。
1.4涂層整理劑泡沫性能的表征
以發(fā)泡比、泡沫高度、泡沫密度、泡沫半衰期表征泡沫性能。
1.5正交試驗
選取對發(fā)泡性能影響較大的4個因素進行正交試驗(見表1),確定發(fā)泡劑的最佳配比及發(fā)泡的最佳機械攪拌時問。其中泡沫穩(wěn)定劑含有CMC、HEC、PTF。
1.6針板涂層法
將織物在針板上按壓固定,將發(fā)泡好的整理劑迅速用橡膠刮刀均勻涂刮到織物上,重復(fù)涂刮一次。
1.7計算公式
帶液率=整理后織物質(zhì)量增量/整理后織物質(zhì)量X100%
增量率=水洗烘干后織物質(zhì)量/原織物質(zhì)量×100%
節(jié)約試劑百分比=(軋后織物增量一涂層后織物增量)/軋壓后織物增量X100%
1.8整理工藝路線
泡沫涂層劑的配制一機械發(fā)泡一涂層一預(yù)烘(80℃,2min)一焙烘_÷性能測試
1.9織物性能測試
拒水性能測試:采用GB/T4757—1997標準,噴淋法,分為1~5級,5級為最佳。拒油性能測試:采用GB/T19977--2005標準,分為A、B、C、D4級,A級最佳。透氣性測試:采用GB/T5453--1997標準,以兩面壓強為100Pa時的透氣率表示。硬挺度測試:參照GB/T18318--2001《紡織品織物彎曲長度的測定》,用電腦硬挺度測試儀測定,以織物伸出長度為衡量標準。斷裂強力測試:采用GB/T7689.1—_7689.5—2001標準,用電子織物強力試驗儀測定。
2結(jié)果與討論
2.1泡沫防水涂層劑的復(fù)配
2.1.1發(fā)泡劑與穩(wěn)泡劑的選擇
發(fā)泡劑選用了陰離子表面活性劑SDS和非離子表面活性劑NP一10,進行發(fā)泡性能比較。將兩種發(fā)泡劑配置成不同濃度(5%、10%、15%、20%)的溶液并按1:1的比例與防水劑混合,觀察其系統(tǒng)相容性和起泡性能,兩種起泡劑與防水劑均有很好的相容性。SDS的發(fā)泡性能明顯優(yōu)于NP一10,且價格低廉,來源豐富,生物降解性好,故選用SDS作為發(fā)泡劑。隨著SDS的質(zhì)量濃度增加,發(fā)泡比有所提高,這是因為增大了表面吸附量,表面張力降低,起泡能力增強。但當(dāng)質(zhì)量濃度增加到一定程度時,發(fā)泡比反而有所下降,這是因為在表面吸附達到飽和后,質(zhì)量濃度繼續(xù)增加,溶液中的表面活性劑分子被吸附到表面的速度較快,沒有溶劑在表面的遷移,液膜變薄部分并未恢復(fù)到原有厚度,減弱了表面張力修復(fù)作用效應(yīng)。
泡沫穩(wěn)定劑的選擇和用量最為關(guān)鍵,在本實驗中穩(wěn)定劑作用主要是穩(wěn)定泡沫及使溶液獲得一定黏度。泡沫的穩(wěn)定性主要取決于排液的快慢和液膜的強度,這主要從兩個方面進行提高,第一可進一步降低溶液的表面張力,增高表面黏度,提高泡沫薄膜質(zhì)量,減小泡沫的透氣性,從而加強泡沫穩(wěn)定性,這類穩(wěn)定劑有HEC、增稠劑F等;第二通過增大其液相黏度減緩排液速率,降低其流動性,使得泡沫破裂速率降低,即增大液體內(nèi)部黏度,但這僅為輔助因素,若沒有表面膜的形成,即使內(nèi)部黏度再大也不~定能形成穩(wěn)定泡沫,這類穩(wěn)定劑有CMC、CMS等。
若使得到的泡沫體系涂覆在織物上時能僅浸濕正面,則需要體系具有一定的黏度,但體系的黏度增大到一定程度后,發(fā)泡性會變差,這是因為空氣難于進入液相內(nèi)部與表面活性劑充分接觸,發(fā)泡不充分不均勻,泡沫大小不均,增加了已發(fā)泡沫的表面承受力,泡沫穩(wěn)定性降低。故系統(tǒng)原液黏度為1500~2000mPa·s時,才能兼顧發(fā)泡性和體系黏度。本文選取了CMC、HEC與trfF進行了復(fù)配,最佳配比通過正交試驗獲得。
2.1.2正交試驗結(jié)果及極差分析(見表2)
由表2可以看出,樣品2、5、8的發(fā)泡密度和半衰期均較好。由極差計算結(jié)果,各因素影響主次為:防水防油劑與SDS的混合比例>起泡劑SDS的濃度>增稠穩(wěn)定劑的濃度>攪拌時問。綜合各方面的因素,并考慮生產(chǎn)成本等,可得出最優(yōu)配方為ABCD,即SDS的濃度10%,防水防油劑與發(fā)泡劑比例為2:1,增稠劑的用量為CMC10g/I、HEC0.5g/L、PTF5g/L,發(fā)泡攪拌時問為2min。
2.2焙烘溫度時間的選擇與對比(見表3)
涂層和浸軋后的織物在80℃下預(yù)烘2min,從表3可以看出,因泡沫涂層的帶液率低,焙烘時間明顯縮短,降低了能耗,由于添加了發(fā)泡劑和增稠穩(wěn)定劑,泡沫涂層防水防油性能比浸軋工藝略有降低,但可以滿足服用需求。在泡沫涂層丁藝中,低于140%時,防水防油性能不達標,這是因為防水防油劑與織物交聯(lián)不夠,不能很好地結(jié)合。為避免溫度過高使滌綸織物泛黃,并綜合考慮成本,確定焙烘溫度為160%、2min。
2.3織物帶液率(見表4、5)
由表4、5的數(shù)據(jù)分析,通過對普通浸軋法和泡沫涂層法兩種工藝的帶液率及增量率的比較,可以明顯看出,泡沫涂層整理相對于常規(guī)工藝,在節(jié)水方面有明顯優(yōu)越性。
2.4織物性能測試(見表6、7)
由表4、5的數(shù)據(jù)分析,通過對普通浸軋法和泡沫涂層法兩種工藝的帶液率及增量率的比較,可以明顯看出,泡沫涂層整理相對于常規(guī)工藝,在節(jié)水方面有明顯優(yōu)越性。
2.4織物性能測試(見表6、7)
來源 王博,趙明,崔永珠
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