棉織物無(wú)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(shù)脂。用該工藝整理的織物，雖然能獲得較高的免燙等級(jí)，但是存在甲醛釋放問(wèn)題，會(huì)對(duì)人體造成刺激，甚至誘發(fā)癌癥。隨著各國(guó)對(duì)紡織品甲醛釋放量的限制越來(lái)越嚴(yán)格，以及對(duì)于免燙織物需求量的劇增，無(wú)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(shì)。多元羧酸如丁烷四羧酸(BTCA)作為一類(lèi)無(wú)甲醛整理劑，具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)，是一類(lèi)最有希望替代醚化2D樹(shù)脂的無(wú)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(chǎng)推廣。隨著我國(guó)化學(xué)合成工業(yè)的發(fā)展，國(guó)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(kāi)發(fā)以BTCA為基礎(chǔ)的無(wú)甲醛免燙整理技術(shù)。
　　本課題作為國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目的部分研究?jī)?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(wú)甲醛整理的大生產(chǎn)工藝，同時(shí)采用現(xiàn)代分析測(cè)試手段，從催化成酐成酯機(jī)理的探討出發(fā)，對(duì)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(zhuān)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(chǎng)滿意的無(wú)甲醛免燙效果。
　　首先，本文在實(shí)驗(yàn)室先對(duì)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(guò)改變BTCA濃度、催化劑SHP濃度、焙烘溫度、焙烘時(shí)間，考察這四個(gè)因素對(duì)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(duì)免燙整理效果影響次序，結(jié)果顯示，焙烘溫度

4、、焙烘時(shí)間影響最大。同時(shí)選取7種無(wú)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(cè)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(duì)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(duì)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(guò)熱重和差示量熱掃描法以及傅里葉紅外光譜儀的測(cè)試分析對(duì)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(duì)摩爾比為0.5的BTCA/SHP混合粉末脫水成酐過(guò)程進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，160℃時(shí)酸酐轉(zhuǎn)化率最大;對(duì)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(shí)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(shí)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(shù)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(duì)四種不同類(lèi)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(cè)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(cè)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(duì)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