含氟拒水拒油整理劑對織物服用性能的影響

吳 瑤 邢明杰

（青島大學，山東青島，266000）

隨著我國國民經濟和科學技術的飛速發展，人們對多功能紡織品的需求也顯著增加，在一些特殊環境中，需要各式各樣的功能紡織品對需要保護的人、物品或者建筑等進行特殊的保護，避免或減輕傷害和損失。如防紫外線紡織品可以制成服裝在外出時穿著，降低紫外線對人體皮膚的損害；防火阻燃紡織品可以制成服裝穿著，也可以制成特定的保護罩，避免或減輕火災對人、物品或建筑造成的損害；而拒水拒油紡織品是多功能紡織品中較普遍和重要的，不僅可以制成雨衣、圍裙等服裝面料，而且可以制成餐布、椅套等裝飾用布，防止水漬、油污浸潤或者沾污服裝或者皮膚［1］。

織物經過拒水拒油整理后還能透氣透濕，為人們的生活、工作提供了巨大的方便，甚至使人們的生活質量提高、生活方式改善。但是拒水拒油整理也有不足，尤其是有些整理劑會對環境產生污染或者對人體產生危害，這就需要研究人員不斷研發性能更優的整理劑，而當前最為環保且性能優良的整理劑就是含氟整理劑［2］。

本研究采用新研發的含氟拒水拒油整理劑FG-921 整理滌棉混紡織物，在兼顧織物的基本服用性能的條件下，選擇最合適的整理工藝，以期在得到優異拒水拒油性能的同時又不會對織物其他性能造成很大的消極影響。

1 試驗

1.1 原料與設備

原料：滌棉混紡織物（漂白），混紡比65/35，尺寸20 cm×16 cm，經密472 根/10 cm，緯密236 根/10 cm。拒水拒油整理劑FG-921（分析純），冰醋酸（分析純），花生油（食用級），機油（工業級）。

儀器有P-AO/BO 型電動小軋車、XMTB-8801 型智能數顯控溫烘箱、JY-PHb 型接觸角測試儀、YG461L 型數字式透氣量儀、YG065 型電子織物強力機、YG811L 型織物動態懸垂性風格儀和FA2004N 型電子分析天平。

1.2 試驗方法

整理工藝流程：織物→浸軋→干燥→焙烘。

本研究主要探討整理劑濃度、軋余率兩個因素對滌棉混紡織物的結構和性能的影響，其中整理劑濃度設置5 個水平，分別為10 g/L、15 g/L、20 g/L、25 g/L、30 g/L；軋余率設置4 個水平，分別為58%、63%、68%、73%。根據變量要求配置整理劑溶液，將織物浸泡在溶液中一定時間，通過調節小軋車壓力（0.05 MPa、0.10 MPa、0.15 MPa、0.20 MPa）分別調節試驗軋余率（58%、63%、68%、73%），壓輥轉速保持11.7 r/min；最后將織物放進烘箱，先110 ℃干燥3 min～4 min，再升溫至160 ℃焙烘2 min。

1.3 織物性能測試與表征

拒水拒油整理后的滌棉混紡織物性能通過實驗室各種測試儀器進行測試。測試內容包括織物的拒水拒油、透氣、拉伸斷裂強力、織物風格性能［3-4］，最終數據為多組測試取平均值。

拒水拒油性能測試根據DB44/T 1872—2016《紡織品 表面潤濕性能的測定 接觸角法》，每塊試樣選取5 個位置進行試驗，結果取平均值。

斷裂強力測試根據標準GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1 部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定（樣條法）》，采用YG065 型多功能電子織物強力儀，測試整理后滌棉混紡織物的拉伸斷裂強力。

透氣性測試根據GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性的測定》，采用YG461 型數字式織物透氣量儀，測試整理后滌棉混紡織物的透氣性能。

織物風格測試根據GB/T 23329—2009《紡織品 織物懸垂性的測定》，采用YG461 型織物動態懸垂性風格儀，測試整理后滌棉混紡織物的懸垂性［5］。

2 結果與分析

2.1 拒水性能

表1 是滌棉混紡織物經過不同的拒水拒油整理劑濃度和軋余率整理后的水接觸角。

表1 滌棉織物拒水性能的測試結果

如表1 所示，滌棉混紡織物的水接觸角隨整理劑濃度升高而變大，且變化趨勢越來越緩，當軋余率在63%和68%時，25 g/L 和30 g/L 整理劑濃度下的水接觸角幾乎相同，即織物拒水性能隨著整理劑濃度升高而變好，在達到30 g/L 時幾乎不再變化。這是因為拒水拒油整理劑含量越多，與織物表面纖維大分子中的親水性羥基反應越充分，織物的親水性會下降，且整理劑在焙烘過程發生自身交聯生成的三維網狀薄膜結構也越完善，織物的拒水效果越好，而且生成的薄膜不是全封閉的，不會影響織物正常的透氣透濕，但由于整理劑本身的性質，其濃度達到一定值后，再增加對拒水性能也不會有太大影響，反而會影響織物服用性能。綜合考慮整理劑濃度控制在30 g/L 左右。

從表1 還可以看出，當拒水拒油整理劑濃度一定時，隨著織物軋余率的增大，水接觸角先變大后變小，即滌棉混紡織物的拒水性能先變好后變差，最合適的軋余率在63%～68%。這是因為織物經過浸軋帶的整理液雖然很多，但在焙烘時并不是所帶整理劑溶液都能發生自身交聯反應［6］，也不是所有生成的網狀薄膜都能吸附在織物表面，超過一定量反而會對兩者之間的結合產生阻礙。

2.2 拒油性能

表2 和表3 是滌棉混紡織物經過不同的拒水拒油整理劑濃度和軋余率整理后的機油接觸角和花生油接觸角。

表2 滌棉混紡織物拒機油性能的測試結果

表3 滌棉混紡織物拒花生油性能的測試結果

從表2 和表3 可以看出，經過拒水拒油整理后滌棉混紡織物的油接觸角的變化趨勢和水接觸角的變化趨勢相同，即織物拒油性能隨著整理劑濃度升高而變好，在達到30 g/L 時幾乎不再變化；隨著軋余率增大，拒油性能先變好再變差，在63%～68%時達到最好。除此之外，滌棉混紡織物的機油接觸角比花生油接觸角小，即拒機油的性能比拒花生油的性能差。

2.3 斷裂強力

表4 是滌棉混紡織物經過不同的拒水拒油整理劑濃度和軋余率整理后的斷裂強力。

表4 滌棉混紡織物拉伸斷裂強力的測試結果

如表4 所示，滌棉混紡織物的斷裂強力隨整理劑濃度和軋余率的升高而變大。原織物的斷裂強力為1 280 N，整理后的部分織物強力大于原織物。軋余率越大，織物斷裂強力增大的程度逐漸減緩，且最低整理劑濃度整理織物的斷裂強力隨軋余率增大的幅度最大。

發生這種現象是因為拒水拒油整理劑濃度越高、軋余率越大，其越易發生自身交聯生成網狀薄膜，并靠機械作用纏附在織物表面，或者通過物理作用與織物結合，如氫鍵、范德華力等，這使得織物中纖維之間的結合變得越來越緊密，所以織物的斷裂強力增大。同時，用于試驗的滌棉混紡織物的強力本身就很大，所以整理后織物強力變化雖然不明顯，但可以看出總體趨勢是增加的。

2.4 透氣性

因為滌棉混紡織物浸軋不勻，導致織物不同部位的透氣率出現較大差異，所以測試透氣性能時選擇5 個不同位置進行測試，然后取平均值。表5 是滌棉混紡織物經過不同的拒水拒油整理劑濃度和軋余率整理后的透氣率平均值。

表5 滌棉混紡織物透氣性能的測試結果

由表5 可知，滌棉混紡織物的透氣率隨著整理劑濃度和軋余率的升高而降低。除去個別誤差數值，幾乎所有整理后織物的透氣率都比原織物的透氣率28.77 mm/s 小，但整理后織物的透氣率差距不大。與原織物相比，整理后滌棉混紡織物的透氣率降低不多，因為滌棉混紡織物本身的透氣性就很低，所以整理后對其的消極影響不大。這種現象的產生是因為隨著拒水拒油整理劑濃度增大、軋余率增大，與纖維間作用越強烈，織物表面吸附的拒水拒油物質越多，使組成織物的紗線間的空隙被不斷填充，變得越來越小，所以經過該整理的滌棉織物的透氣性變差。

2.5 懸垂性

表6 和表7 是滌棉混紡織物經過不同的拒水拒油整理劑濃度和軋余率整理后的靜態懸垂系數和動態懸垂系數。

如表6 和表7 所示，滌棉混紡織物的靜態、動態懸垂系數隨整理劑濃度和軋余率的升高而變小，即織物懸垂性變差了。這是因為拒水拒油整理劑濃度越高、軋余率越大，作用越強烈，在織物表面生成的網狀薄膜被吸附的越多，織物越硬挺。

表6 滌棉混紡織物靜態懸垂系數的測試結果

表7 滌棉混紡織物動態懸垂系數的測試結果

3 結論

（1）拒水拒油整理劑FG-921 的拒水拒油效果良好，其濃度越高，則經過整理的織物拒水拒油性能越好，但增值放緩，其濃度達到30 g/L 時拒水拒油效果已較理想，所以配制時不需要再高。

（2）隨著軋余率的增加，織物拒水拒油效果先變好再變壞，當軋余率在63%～68%時，拒水拒油效果達到最好。

（3）整理劑濃度越高、軋余率越大時，織物透氣性越差，懸垂性越差，斷裂強力越大。