氧化改性聚乙烯蠟微乳液在羊毛針織物抗起毛起球整理中的應(yīng)用

何麗清，文水平，黃桂珍，薛桂萍
(廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院輕化工程系，廣東 佛山 528041)
摘 要:采用氧化改性聚乙烯蠟乳液與聚氨酯協(xié)同作用應(yīng)用于羊毛針織物抗起毛起球整理中。氧化改性聚乙 烯蠟乳液具有潤滑和降低摩擦因數(shù)的作用，且成膜均勻，覆蓋性好，而且高密度氧化改性聚乙烯蠟的分子量相對較 大、熔化點(diǎn)高，還有優(yōu)良的耐磨損性和耐洗滌性。經(jīng)其整理后的織物不僅具有優(yōu)異的抗起毛起球性能(達(dá) 4 ～ 5 級)，且手感軟滑，頂破強(qiáng)力有所提高。
關(guān)鍵詞:氧化改性聚乙烯蠟;乳化;微乳液;抗起毛起球;聚氨酯
中圖分類號:TS195. 5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1003-1456(2010)04-0001-04

羊毛作為一種高檔的天然纖維，一直深為人們 所喜愛。近年來，國內(nèi)外市場對各種款式新穎的羊 毛針織物需求越來越大，特別是采用低線密度精紡 防縮羊毛紗線編織生產(chǎn)的針織羊毛產(chǎn)品，具有輕薄、 時(shí)尚、高檔等優(yōu)良特性，是高品位人士春夏季服裝的 理想選擇 ［1］ 。

毛紡織物機(jī)械起球的因素有纖維的材料、韌性、 直徑、長度以及纖維的卷曲等 ［2］ ，織物的結(jié)構(gòu)組織 也是起球的重要因素，如針織結(jié)構(gòu)(布面豐滿參數(shù)) 的緊度會(huì)影響起毛起球以及起球脫落的趨勢。目 前，在染整工序中常采用加法或減法進(jìn)行抗起毛起 球整理。減法如采用鹵素剝鱗，很容易造成纖維損 傷，從而使纖維強(qiáng)度下降。加法如采用水溶性熱反 應(yīng)型聚氨酯樹脂，能在纖維表面交聯(lián)成膜，降低纖維 的定向摩擦效應(yīng)，將該樹脂施加到織物上后，經(jīng)熱處 理使保護(hù)劑脫離，反應(yīng)性異氰酸基使樹脂自身交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，失去了水溶性，成為耐水和耐溶劑性 很強(qiáng)的樹脂薄膜 ［3］ 。但是聚氨酯整理容易使織物 喪失原有風(fēng)格，手感變硬 ［4］ 。有鑒于此，本文實(shí)驗(yàn) 制得一種氧化改性聚乙烯蠟乳液，與聚氨酯協(xié)同作 用應(yīng)用于羊毛針織物抗起毛起球整理中。由于氧化 改性聚乙烯蠟乳液具有潤滑和降低摩擦因數(shù)的作 用，且成膜均勻，覆蓋性好，而且高密度氧化改性聚 乙烯蠟的分子量相對較大、熔化點(diǎn)高，還有優(yōu)良的耐 磨損性和耐洗滌性 ［3］ ，經(jīng)其整理后的織物不僅具有 優(yōu)異的抗起毛起球性能(達(dá) 4 ～ 5 級)，且手感軟滑。

由于各種蠟產(chǎn)品無毒、無腐蝕性、化學(xué)性能穩(wěn) 定，而且具有可拋光性、自修復(fù)性、抗擦痕性和耐用 性，因而用途廣泛。但目前所用的各類蠟產(chǎn)品中主 要還是石蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟等，這些都具有非極 性的碳?xì)溟L直鏈結(jié)構(gòu)，分子中不含親水基團(tuán)，故其乳 液的制備比較困難，即便得到乳液也是一種熱力學(xué) 不穩(wěn)定體系，故應(yīng)用受到較大的限制。本文將主要 探討高密度氧化改性聚乙烯蠟乳化液在羊毛針織物 抗起毛起球中的應(yīng)用。

通過系列實(shí)驗(yàn)，確定高密度氧化改性聚乙烯蠟 Hi － Wax 4051E 的高溫高壓乳化方法，即乳化劑總 用量為氧化聚乙烯蠟質(zhì)量的 30% (其中異構(gòu)脂肪醇 聚氧乙烯醚 A 和脂肪醇聚氧乙烯醚 B 按照 1∶ 1的質(zhì) 量比進(jìn)行混合)，在快速升溫到 130 ℃ 后恒溫，以一 定的速度攪拌乳化 30 min 左右即可。

1 實(shí)驗(yàn)

1. 1 紗線及原料

試樣為 31. 25 tex × 2 單面平針純羊毛(60 支美 利奴羊毛)針織物(上海開開羊毛衫廠)，實(shí)驗(yàn)前需 進(jìn)行洗滌及松弛處理。處理工藝:209 凈洗劑 5% (owf)，溫度 42 ℃ ，浴比 1 ∶ 40，滾 動(dòng) 2 min，浸 漬 4 min，脫水 2 min，烘干。

抗起毛起球劑 ATP(上海德桑精細(xì)化工有限公 司);高密度氧化改性聚乙烯蠟 Hi － Wax 4051E(自 制)。

1. 2 設(shè)備與儀器 

SME 672 － 32 型工業(yè)洗衣機(jī)(廣州市中聯(lián)實(shí)業(yè) 機(jī)械廠);RY － 12000 型染色機(jī)(上海龍霎電子科技 有限公司);YG511N 型箱式起球儀(南通宏大實(shí)驗(yàn) 儀器有限公司);TNC04 型頂破強(qiáng)力測試儀(東莞市 東銘儀器有限公司)。

3 染色工藝 

染液配方:弱酸性藍(lán) 1% ( owf)，平平加 O 為 0. 5% (owf)，滲透劑 JFC 0. 5% (owf)，pH 值 4(60% 醋酸調(diào)節(jié))，浴比 1∶ 30。染色工藝曲線見圖 1。染色 后經(jīng)皂洗色牢度測試為 3 ～ 4 級。

1. 4 抗起毛起球整理工藝 

抗起毛起球整理劑 ATP 主要成分為高分子聚 合物樹脂乳液，聚合物主鏈上具有活性基團(tuán)。這些 活性基團(tuán)具有多功能性和較強(qiáng)的活性，可以自身交 聯(lián)，也可以與纖維上的活性基團(tuán)鍵合，在織物表面形 成具有一定強(qiáng)度、耐洗、柔軟、彈性好的網(wǎng)狀薄膜。 利用聚合物在纖維表面交聯(lián)成膜的功能，使纖維表 面包覆一層耐磨的高分子薄膜，減弱纖維的滑移，減 少起毛傾向;同時(shí)，聚合物均勻地交聯(lián)凝聚在紗線的 表層，使纖維末梢黏附于紗線上，摩擦?xí)r不易起球。 ATP 在織物整理過程中具有優(yōu)良的成膜性能和滲透 性 ［5］ ，使之在織物表面成膜的同時(shí)能滲入到纖維內(nèi) 部，使纖維與毛絨交聯(lián)黏結(jié)形成網(wǎng)狀膜結(jié)構(gòu)，與潤滑 性能良好的氧化改性聚乙烯蠟協(xié)同作用，從而起到 良好的抗起毛起球效果。

1. 4. 1 整理工藝方案 

浸漬工藝:染色羊毛針織物→浸漬整理液(氧 化 改 性 聚 乙 烯 蠟 乳 液 ) → 脫 水 → 預(yù) 烘 ( 90 ～ 100 ℃ × 3 min) →焙烘(150 ℃ × 3 min)。

工藝處方:氧化改性聚乙烯蠟乳液 X% (owf)， 水性聚氨酯 ATP 乳液 Y% (owf)，浴比 1∶ 10 ～ 1∶ 15， 醋酸調(diào)節(jié) pH 值至 6。

1. 4. 2 織物起毛起球性能的測試 

馬丁代爾起毛起球法(Martindale Piling Test)主 要模擬當(dāng)織物自身較頻繁摩擦后的起毛起球狀況， 主要適用于毛織物及其他易起球的織物。按照國家 標(biāo)準(zhǔn) GB /T 4802. 2—2008，將被測織物夾于馬丁代 爾測試儀上，試樣的正面與另一塊織物的正面在一 定壓力下按李莎茹曲線的軌跡相互摩擦，其摩擦軌 跡剛開始為一條直線，接下來逐漸變?yōu)闄E圓形，最后 又在原直線的垂直方向成一條直線。摩擦應(yīng)在規(guī)定 的壓力下進(jìn)行，摩擦1 000轉(zhuǎn)。試樣選取方法為在同 一塊布上剪取 2 組試樣，一組為直徑 40 mm 的試樣 4 塊，另一組為直徑 140 mm 的自身磨料 4 塊。試樣 在標(biāo)準(zhǔn)大氣下調(diào)濕 48 h 后測試 ［6］ 。摩擦結(jié)束后，在標(biāo)準(zhǔn)的視覺條件下，一般與洗滌前或洗滌后的原布 對比，查看其起毛起球及其他外觀變化的程度，并以 級數(shù)來報(bào)告其抗起毛起球性，1 級最差，5 級較好，允 許有半級 ［7］ 。

2 結(jié)果與討論

2. 1 整理工藝對織物抗起毛起球的影響
2. 1. 1 pH 值

圖 2 為 ATP 4% (owf)，氧化改性聚乙烯蠟 2% (owf)，焙烘 150 ℃ × 3 min 條件下不同 pH 值時(shí)，織 物抗起毛起球的測試結(jié)果。從圖 2 可看出，pH 值在 6 左右抗起毛起球效果可達(dá) 4 級左右。pH 值再增 大，抗起毛起球性能下降。分析原因，可能因?yàn)檠蛎?纖維不耐堿，隨 pH 值增大，羊毛肽鏈間的鹽式鍵逐 漸被破壞，纖維強(qiáng)度下降，纖維自由末端增多，導(dǎo)致 抗起毛起球性能下降。

2. 1. 2 ATP 用量 

圖 3 為氧化改性聚乙烯蠟 2% (owf)，pH 值 6， 焙烘150 ℃ × 3 min 條件時(shí)，不同 ATP 用量時(shí)，織物 抗起毛起球的測試結(jié)果。從圖 3 可看出，隨 ATP 用 量增加，羊毛針織物抗起毛起球性能增強(qiáng)，但隨著 ATP 用量增加，織物上交聯(lián)膜增厚，引起織物手感發(fā) 硬，綜合考慮成本，ATP 用量采用 4% ( owf) 比較 合適。

2. 1. 3 氧化改性聚乙烯蠟用量 

圖 4 為 ATP 4% (owf)，pH 值 6，焙烘 150 ℃ × 3 min條件下，不同氧化改性聚乙烯蠟用量時(shí)，織物 抗起毛起球的測試結(jié)果。從圖 4 可知，隨氧化改性 聚乙烯蠟用量加大，抗起毛起球性能增加，但考慮到 成本因素，采用 2% (owf)用量比較合適。

2. 1. 4 焙烘溫度 

圖 5 為 ATP 4% (owf)，氧化改性聚乙烯蠟 2% (owf)，pH 值 6，焙烘 3 min 時(shí)，不同焙烘溫度，織物抗起毛起球的測試結(jié)果。從圖 5 可知，焙烘溫度 150 ℃ 整理效果較佳，溫度低于 150 ℃ 交聯(lián)不充分， 并且由于高密度聚乙烯蠟的熔點(diǎn)為 125 ℃ ，焙烘溫 度必須高于蠟的熔點(diǎn)。到達(dá) 150 ℃ 后，隨溫度升高， 整理效果下降，可能是羊毛纖維在高溫下肽鍵水解 導(dǎo)致纖維失重和機(jī)械性能下降，大分子鏈斷裂增多， 起毛起球現(xiàn)象增多。

2. 1. 5 焙烘時(shí)間 

圖 6 為 ATP 4% (owf)，氧化改性聚乙烯蠟 2% (owf)，pH 值 6，焙烘溫度 150 ℃ 時(shí)，不同焙烘時(shí)間，織物抗起毛起球的測試結(jié)果。從圖 6 可知，焙烘 3 min最合適，焙烘時(shí)間太短整理劑交聯(lián)不充分，焙 烘時(shí)間太長會(huì)損傷纖維。

因此 得 出 最 佳 整 理 工 藝 條 件 為: ATP 4% (owf)，氧化改性聚乙烯蠟 2% (owf)，pH 值 6，焙烘 溫度 150 ℃ ，焙烘時(shí)間 3 min。

2. 2 整理前后織物強(qiáng)力變化

 整理前 后 羊 毛 針 織 物 的 頂 破 強(qiáng) 力 按 照 美 國 ASTM D3787∶ 2001 的測定方法進(jìn)行測試，頂破強(qiáng)力 測試結(jié)果為原樣 135. 8 N，1% (owf) 氧化改性聚乙 烯蠟整理織物為 146. 7 N，2% (owf) 氧化改性聚乙 烯蠟整理織物為 162. 4 N。織物經(jīng)過后整理，纖維 表面形成了一層薄膜，纖維之間的結(jié)合力得到提高， 使得紗線的強(qiáng)力增加。整理過程中氧化改性聚乙烯 蠟乳液滲入紗線之間，焙烘后在其表面成膜，而該膜具有良好的平滑性能，從而顯著降低纖維間的摩擦 因數(shù)，紗線容易滑動(dòng)，受力更均勻，從而能經(jīng)受更大 的頂破外力，最終表現(xiàn)為羊毛針織物頂破強(qiáng)力增加。

3 結(jié)論 

①氧化改性聚乙烯蠟乳液與水性聚氨酯一起并 用時(shí)，利用其協(xié)同作用，有助于提升羊毛針織物的抗 起毛起球效果，并且還可以提高織物的頂破強(qiáng)力。 

②氧化改性聚乙烯蠟乳液用于羊毛針織物抗起 毛起球整理的較佳工藝為:ATP 4% (owf)，氧化改 性聚乙烯蠟 2% (owf)，pH 值 6，焙烘溫度 150 ℃ ，焙 烘時(shí) 間 3 min。整 理 后 織 物 的 抗 起 毛 球 等 級 可 達(dá)4 ～ 5 級。

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