棉織物無甲醛免燙整理工藝研究.pdf

1、目前傳統(tǒng)棉織物免燙整理多采用酰胺和甲醛的初縮體，如醚化2D樹脂。用該工藝整理的織物，雖然能獲得較高的免燙等級，但是存在甲醛釋放問題，會對人體造成刺激，甚至誘發(fā)癌癥。隨著各國對紡織品甲醛釋放量的限制越來越嚴(yán)格，以及對于免燙織物需求量的劇增，無甲醛整理劑替代有甲醛整理劑成為免燙整理發(fā)展的必然趨勢。多元羧酸如丁烷四羧酸(BTCA)作為一類無甲醛整理劑，具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)，是一類最有希望替代醚化2D樹脂的無甲醛整理劑。但存在催化效率低、免燙效果

2、欠佳、價(jià)格貴等缺點(diǎn)，至今未能在市場推廣。隨著我國化學(xué)合成工業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)已有企業(yè)生產(chǎn)BTCA，因此價(jià)格已經(jīng)不再是其工業(yè)化應(yīng)用的障礙。這一有利條件使我們可以重新開發(fā)以BTCA為基礎(chǔ)的無甲醛免燙整理技術(shù)。
　　本課題作為國家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目的部分研究內(nèi)容，旨在研發(fā)多元羧酸丁烷四羧酸(BTCA)與其配套的催化劑次亞磷酸鈉(SHP)用于棉織物無甲醛整理的大生產(chǎn)工藝，同時采用現(xiàn)代分析測試手段，從催化成酐成酯機(jī)理的探討出發(fā)，對生產(chǎn)工藝的制

3、定進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。并將制定的工藝用于生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，在工業(yè)界技術(shù)專家的指導(dǎo)配合下，采用合理的生產(chǎn)工藝流程，最終獲得了市場滿意的無甲醛免燙效果。
　　首先，本文在實(shí)驗(yàn)室先對純棉府綢進(jìn)行免燙整理工藝參數(shù)進(jìn)行初步篩選，通過改變BTCA濃度、催化劑SHP濃度、焙烘溫度、焙烘時間，考察這四個因素對織物免燙折皺回復(fù)角、經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力的影響，然后采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，優(yōu)化純棉織物免燙整理工藝參數(shù)，確定了各因素對免燙整理效果影響次序，結(jié)果顯示，焙烘溫度

4、、焙烘時間影響最大。同時選取7種無磷催化劑與有磷催化劑SHP比較，從工藝整理結(jié)果和紅外測試分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)SHP效果最好，而HD-SP和HD-QP也有較好的催化效果。
　　其次，本文對免燙機(jī)理進(jìn)行探討。BTCA在SHP催化下，加熱脫水先形成六元環(huán)酐中間體，再與纖維素上羥基反應(yīng)形成酯鍵交聯(lián)達(dá)到防皺免燙性能。本文對BTCA和SHP粉末的成酐情況、以及BTCA和SHP處理織物后BTCA的成酐和與纖維素的成酯情況進(jìn)行量化分析，用于指導(dǎo)生產(chǎn)工藝

5、參數(shù)的最終制定。本文通過熱重和差示量熱掃描法以及傅里葉紅外光譜儀的測試分析對BTCA/SHP體系免燙整理機(jī)理進(jìn)行探究，并篩選出合適的焙烘溫度。對摩爾比為0.5的BTCA/SHP混合粉末脫水成酐過程進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，160℃時酸酐轉(zhuǎn)化率最大;對經(jīng)相同摩爾比BTCA/SHP整理烘干后織物的熱性能進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，170℃時酸酐轉(zhuǎn)化率最大，但與160℃的結(jié)果相差不大。綜合考慮，為后續(xù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用選定了合適的焙烘溫度為160℃，焙烘時間為3m

6、in。
　　最后，本文比較詳細(xì)地探索了BTCA/SHP體系替代2D樹脂用于免燙整理產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的可能性。在焙烘工藝確定的情況下，加入強(qiáng)力保護(hù)劑HD-108，對四種不同類型的全棉織物（府綢、液氨仿綢、平紋、斜紋）進(jìn)行免燙整理并測試免燙效果，確定了催化劑的摩爾數(shù)應(yīng)取為BTCA摩爾數(shù)的0.5倍，得到的較合理工藝處方為:整理劑BTCA濃度為70g/L，催化劑SHP濃度為16g/L，強(qiáng)力保護(hù)劑HD-108濃度為20g/L，不需調(diào)節(jié)體系pH值。

7、并由免燙整理測試結(jié)果篩選出平紋和斜紋布用于大生產(chǎn)放樣。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)證明，以BTCA濃度70g/L、SHP濃度16g/L對棉的平紋、斜紋織物進(jìn)行處理，其免燙效果明顯。以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，工廠的實(shí)際情況和實(shí)驗(yàn)室制定工藝之間有差異，工廠軋棍的帶液率在50％左右，因此增加BTCA濃度至120g/L、SHP濃度至27g/L進(jìn)行大生產(chǎn)放樣，并增加水洗、定型、預(yù)縮工序。結(jié)果表明，在撕破強(qiáng)力符合ASTMD2262標(biāo)準(zhǔn)的前提下，棉織物