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專題報(bào)道
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紡織品三防易去污功能的研究現(xiàn)狀

WaterOff
2018-03-17 08:05:02

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在含氟聚丙烯酸酯拒水、拒油整理劑的研究過(guò)程中,人們發(fā)現(xiàn),經(jīng)含氟聚丙烯酸酯整理劑整理后的織物雖然具有較好的拒水、拒油效果,但是整理后的織物在實(shí)際使用過(guò)程中一旦被污物沾污就很難洗除,這主要是因?yàn)榻?jīng)整理后,含氟整理劑中的含氟鏈段在織物表面發(fā)生定向吸附如圖所示,賦予織物較低的表面能,在清洗過(guò)程中水分子無(wú)法在織物表面進(jìn)行延展,織物無(wú)法被潤(rùn)濕,從而使沾污的污物無(wú)法被水有效的浸潤(rùn)和清洗,若反復(fù)強(qiáng)力洗滌則會(huì)對(duì)織物的強(qiáng)力及拒水、拒油性造成破壞。

 

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針對(duì)含氟聚丙烯酸酯拒水、拒油整理劑存在的不足,3M 公司早期推出了具有易去污功能的含氟整理劑 ScotchgIlard FC-218,在含氟單體中加入了親水性基團(tuán)-磺酰基團(tuán),這類兩親型拒水、拒油、易去污整理劑的作用可用觸發(fā)機(jī)理(nip-nip)解釋其雙重作用。這類含氟共聚物的結(jié)構(gòu)能隨環(huán)境變化,在空氣中全氟烷基在紡織品表面上定向密集排列;在水中則親水性鏈在織物表面定向排列。

 

但由于這種含氟易去污整理劑易于分解產(chǎn)生全氟辛基磺酰化合物(PFOS),表明全氟辛基磺酰化合物在環(huán)境中具有高持久性,容易在環(huán)境中聚集并在人體與動(dòng)物組織中積累,從而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染,對(duì)人和動(dòng)物造成潛在危害,目前3M 公司的這種具有易去污功能的含氟拒水、拒油整理劑ScotchgIlard FC-218 已全面停產(chǎn)。

 

2001年美國(guó)EPA提出禁止PFOS使用后,3M 公司于2002年聲明不生產(chǎn)PFOS相關(guān)產(chǎn)品,同時(shí)研發(fā)全氟丁基磺酸(PFBS),這種短碳氟鏈的產(chǎn)品無(wú)明顯持久性及生物積累性,可以短時(shí)間隨人體新陳代謝排出體外并且其降解物無(wú)毒無(wú)害,但是由于PFBS碳氟鏈較短且碳氟鏈上含有磺酸基親水基團(tuán),導(dǎo)致其拒油性較差。

 

一些研究人員利用將含氟拒水、拒油整理劑與親水易去污整理劑進(jìn)行復(fù)配的方法,對(duì)織物進(jìn)行拒水、拒油、易去污整理,梁曉杰等采用拒水拒油整理劑FK-510與吸濕排汗整理劑FK-829共混的方法對(duì)織物進(jìn)行拒水、拒油、易去污整理,整理后的織物。李書(shū)彩等將三防整理劑HPC-1與易去污整理劑SR-38 進(jìn)行復(fù)配,對(duì)織物進(jìn)行三防與易去污整理,經(jīng)整理的織物,拒水性可達(dá)90分,拒油性可達(dá)5-6級(jí),易去污性可達(dá)4級(jí)。但是復(fù)合功能整理要求各整理劑間有較好的相容性,并且整理劑的比例也需嚴(yán)格控制才能達(dá)到較好的整理效果,另外復(fù)合整理對(duì)織物要求比較嚴(yán)格,要求用于整理的織物不能含有潤(rùn)濕劑、染色助劑殘余漿料和其他助劑等。

 

為了提高含氟聚丙烯酸酯拒水、拒油整理劑的親水性,使得經(jīng)其整理劑后的在濕態(tài)下具有易去污的特性,一些研究人員將親水鏈段引入了含氟聚合物中,使得該類整理劑既具有拒水拒油鏈段,又具有親水鏈段的兩親性結(jié)果的含氟易去污整理劑。如竇蓓蕾等采用聚氨酯對(duì)含氟聚丙烯酸酯進(jìn)行改性,制備出一種具有易去污功能的含氟聚丙烯酸酯拒水、拒油整理劑,試驗(yàn)結(jié)果表明親水改性后的含氟聚丙烯酸酯拒水性可達(dá)90分,拒油性可達(dá)6級(jí),易去污性可達(dá)4-5級(jí)。Maekawa Takashine等以羥乙基丙烯酸酯為親水單體,以丙烯酸十二酯和丙烯酸全氟庚酯為疏水單體合成了一種三元共聚的含氟易去污整理劑。

 

 

就怎樣有效提高含氟整理劑的親水性,改善經(jīng)其整理后織物的易去污性的問(wèn)題,已有學(xué)者進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)研究。以羥乙基丙烯酸酯為親水單體對(duì)含氟聚丙烯酸酯進(jìn)行親水改性,但改性效果并不理想;采用聚氨酯對(duì)含氟聚丙烯酸酯進(jìn)行改性,但合成步驟繁瑣而且聚氨酯分子量較大,封端雙鍵會(huì)受到較大的位阻,反應(yīng)活性較差;引入陰離子性單體則聚合物容易與帶有負(fù)電的織物產(chǎn)生靜電斥力,不利于對(duì)織物的吸附整理;3M公司PFBS系列產(chǎn)品采取對(duì)氟單體親水改性的方法來(lái)改善其拒水拒油整理劑的易去污性,獲得了較好的易去污效果,但是碳氟鏈上的親水基團(tuán)破環(huán)了碳氟鏈的規(guī)整性,導(dǎo)致其拒水拒油性變差。

 

德美化工目前有三只用于三防易去污整理的產(chǎn)品,主要用于棉或者滌棉織物整理的三防易去污整理劑DH-3601G,用于化纖織物三防易去污整理的DH-3601以及用于紗線整理的三防易去污整理劑312T。

 

這三只產(chǎn)品各有其應(yīng)用特點(diǎn),其中DH-3601G具有在棉織物上具有良好的拒油性和耐洗性,DH-3601在化纖織物上具有良好的易去污效果。而312T可以在筒紗機(jī)上使用,其具有良好的穩(wěn)定性。

 

對(duì)于三防易去污中防水效果的測(cè)試,通常按照AATCC 22-2012噴淋法測(cè)試時(shí)的防水效果均較差,且耐洗性不佳,按AATCC 193-2007液滴法測(cè)試最佳配方具有良好的防水性能。兩種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試巨大差異主要在于三防易去污整理劑的結(jié)構(gòu)機(jī)理:三防易去污整理劑分子鏈段中同時(shí)含有親水和疏水鏈段,干燥狀態(tài)的含氟疏水結(jié)構(gòu)在外,使織物擁有良好的防水防油性能,而濕態(tài)結(jié)構(gòu)時(shí)親水鏈段在外使織物表面親水性能增加,污漬更容易洗出。AATCC 22-2013噴淋法測(cè)試時(shí)只要沾濕一點(diǎn)點(diǎn)布樣,布樣局部就會(huì)親水,故噴淋法測(cè)試時(shí)防水性能很差。而AATCC 193-2007液滴法測(cè)試時(shí)不會(huì)遇到這樣的問(wèn)題,故其測(cè)試防水性能較好。所以對(duì)于三只用于三防易去污整理的產(chǎn)品,其防水效果按照常規(guī)的噴淋法(AATCC 22)其防水效果均較差,一般在50-70分左右,如果按照液滴法(AATCC 193)測(cè)試,其防水效果可達(dá)6級(jí)。

 

含氟易去污整理劑以其優(yōu)異獨(dú)特而實(shí)用的性能對(duì)織物整理作出了卓越的貢獻(xiàn),是迄今為止所有普通織物整理劑無(wú)法比擬的。但是目前易去污整理劑大都是含有親水部分和拒水拒油部分的共聚化合物,此種整理劑價(jià)格昂貴、合成復(fù)雜、要求條件較高進(jìn)而應(yīng)用受到了很大的限制,因此有必要探尋一種新整理方法來(lái)達(dá)到目前易去污效果,這種共聚物型易去污整理劑是含氟部分在干態(tài)下起到拒水拒油效果,親水部分在濕態(tài)下起到易去污效果,但這種整理方法的機(jī)理和工藝的優(yōu)化有待于進(jìn)一步的探討和研究。

 

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