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棉織物超低甲醛防縮整理工藝的探討

來源:網(wǎng)上輕紡城 發(fā)布時間:2014年11月12日


  圖4 催化劑用量對頂破強(qiáng)力的影響 圖5 催化劑用量對甲醛含量的影響 圖6 催化劑用量對縮水率的影響
  由圖4~6中可看出,在MgC12·6H2O的催化作用下,樹脂與纖維素反應(yīng)形成共價交聯(lián)更加充分,使纖維從形變中回復(fù)的能力提高,且隨著催化劑用量的增加,織物緯向縮水率降低。同時甲醛的釋放量也逐漸減少,但織物強(qiáng)力逐漸下降。綜合考慮,催化劑用量為20% (對樹脂質(zhì)量)時,織物各項(xiàng)性能可以達(dá)到后續(xù)加工強(qiáng)力、縮水率及游離甲醛的限定要求。
  2.4  整理液pH對防縮整理效果的影響
  通常情況下,樹脂防縮整理是在弱酸性介質(zhì)中進(jìn)行的,故此選取4種不同pH條件,樹脂40 g/L,催化劑MgC12·6H20  20% (對樹脂質(zhì)量),170℃焙烘60 s對織物進(jìn)行防縮整理,并測定整理后織物的性能,結(jié)果見圖7~9。
  圖7 整理浴pH對頂破強(qiáng)力的影響 圖8 整理浴pH對甲醛含量的影響 圖9 整理浴pH對縮水率的影響
  由圖7可知,pH越低,織物頂破強(qiáng)力越小。這是因?yàn)閜H越低,有利于樹脂與棉纖維素大分子進(jìn)行充分的共價交聯(lián)反應(yīng),在纖維的基本結(jié)構(gòu)單元及大分子間引入一定數(shù)量的共價鍵后,各單元間的移動性受到限制,與未整理的纖維相比,負(fù)擔(dān)外力的情況更加不均勻,紗與紗之間的滑移性下降,從而頂破強(qiáng)力降低。另外,棉纖維不耐酸,在酸性條件下棉纖維本身也會部分水解,使強(qiáng)力下降。
  由圖8可以看出,隨著pH的逐步升高,甲醛釋放量逐漸增大。根據(jù)質(zhì)子催化理論,pH越低,質(zhì)子濃度越大,其催化作用越強(qiáng),樹脂與纖維分子反應(yīng)形成共價鍵越多,未反應(yīng)的殘余樹脂量則越少,織物甲醛釋放量越低,隨著pH的升高,樹脂與織物的交聯(lián)度逐漸降低,當(dāng)pH在6.5時,樹脂與織物交聯(lián)不充分,導(dǎo)致甲醛釋放量嚴(yán)重超標(biāo)。
  在織物甲醛釋放量及縮水率達(dá)標(biāo)的前提下,要盡量降低織物頂破強(qiáng)力的損傷,提高織物內(nèi)在質(zhì)量。
  綜合考慮,選取整理浴pH為4.5。
  2.5  焙烘溫度對防縮整理效果的影響
  2.5.1  焙烘溫度對強(qiáng)力、甲醛含量及縮水率的影響
  焙烘過程就是整理劑與纖維素發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的過程,因此焙烘溫度和時間對交聯(lián)程度有很大影響。選取3種不同焙烘溫度,樹脂40 g/L,催化劑MgC12·6H20  20% (對樹脂質(zhì)量),pH 4.5,焙烘60 s對織物進(jìn)行防縮整理,并測定整理后織物的性能,結(jié)果如圖10~12。
  圖10 焙烘溫度對頂破強(qiáng)力的影響 圖11 焙烘溫度對甲醛含量的影響 圖12 焙烘溫度對縮水率的影響
  如圖10~12所示,焙烘溫度越高,由于交聯(lián)反應(yīng)越完全,所以樹脂整理效果越好,且甲醛釋放量越低。但棉纖維在高溫、催化劑及酸性條件下會加劇降解反應(yīng),導(dǎo)致織物頂破強(qiáng)力下降。焙烘溫度大于185℃ ,共價交聯(lián)反應(yīng)劇烈,頂破強(qiáng)力已小于250N,織物內(nèi)在質(zhì)量達(dá)不到要求;焙烘溫度在175℃左右,共價交聯(lián)反應(yīng)充分,形成的交聯(lián)鍵穩(wěn)定,未交聯(lián)的羥甲基減少,因此甲醛釋放量低于70×10-6,頂破強(qiáng)力在300 N以上;焙烘溫度低于165℃,織物頂破強(qiáng)力較大,但織物縮水率和游離甲醛量達(dá)不到要求,所以焙烘溫度選擇175℃。
  2.5.2  焙烘溫度對色光的影響
  焙烘溫度對染色織物的色差也有一定影響,樹脂與纖維形成共價交聯(lián)的同時,有可能與部分活性染料上的亞胺基或羥基發(fā)生共價交聯(lián),改變了染料色光。另外,焙烘溫度不合適,會使棉纖維黃變也加劇,色差必然增大。焙烘溫度對整理效果的影響主要表現(xiàn)在表觀深度K/S值、飽和程度c及色相H等的變化上。選取3種不同焙烘溫度,樹脂40 g/L,催化劑MgC12·6H20  20% (對樹脂質(zhì)量),pH 4.5,焙烘60 s分別對染色織物進(jìn)行整理,并測定整理后織物的色光,結(jié)果表1。
  表1 焙烘溫度對色光的影響
  由表1可以看出,經(jīng)整理后,3組試樣△a>0,表示色光偏紅;△b<0,表示色光偏藍(lán);△C>0,表示顏色飽和鮮艷;△L<0,表示偏深。表明整理后,試樣均向偏紅、偏藍(lán)和偏深方向轉(zhuǎn)移。這可能是由于干熱尤其是高溫焙烘條件下,染料與纖維表層的樹脂整理劑進(jìn)行再分配,從纖維內(nèi)部向表層進(jìn)行遷移和溶解,從而導(dǎo)致色變。因此,在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)對焙烘溫度等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制,對所用染料、樹脂整理劑等進(jìn)行篩選,使色差△ 控制在合理范圍內(nèi),以免影響產(chǎn)品質(zhì)量。
  在實(shí)際生產(chǎn)中,為提高生產(chǎn)工藝的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性,降低實(shí)際能耗與生產(chǎn)成本,在焙烘時間為60 s條件下,選定焙烘溫度為175℃。


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