朱 鳴，俞成丙

［1.科凱精細(xì)化工（上海）有限公司，上海 201512；2.上海大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200444］

紡織品的功能整理是指通過對(duì)織物進(jìn)行物理或化學(xué)處理使其具有特殊實(shí)用功能。防水整理是發(fā)展歷史較久，而且與日常生活關(guān)系非常密切的整理技術(shù)之一。含氟防水劑產(chǎn)品作為防水助劑已經(jīng)非常成熟，可以賦予整理后的織物優(yōu)異的防水性能，但是含氟防水劑具有持久的環(huán)境穩(wěn)定性、較高的生物累積性以及很強(qiáng)的環(huán)境遷移能力，聯(lián)合國已經(jīng)將其列入POPs 清單中予以禁用［1-3］。隨著人們的安全環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，特別是國外有關(guān)國家、地區(qū)和組織明確禁止在紡織領(lǐng)域使用C8類物質(zhì)后，尋找可以替代全氟辛烷磺?；衔铮≒FOS）和全氟辛酸（PFOA）的防水整理劑，成為染整行業(yè)亟待解決的首要問題［4-5］。因此，無氟防水劑的開發(fā)和應(yīng)用顯得非常迫切，相關(guān)研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文采用一種新型無氟防水劑對(duì)滌綸織物進(jìn)行后整理，再對(duì)整理后的織物進(jìn)行防水性能、耐水洗性、色牢度、撕破強(qiáng)度、色變以及加工持續(xù)性等測試，分析整理后的織物性能，為實(shí)際應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

材料：滌綸春亞紡（190T/320T，宜興樂祺紡織集團(tuán)有限公司），Repellan V9 無氟防水劑［科凱精細(xì)化工（上海）有限公司］，AATCC1993 WOB 標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑（工業(yè)級(jí)，中國紡織科學(xué)研究院），醋酸（分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），去離子水（實(shí)驗(yàn)室自制）。

儀器：FD-260 熱風(fēng)循環(huán)干燥箱［賓德環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備（上海）有限公司］，3LWTW4815FW AATCC 洗衣機(jī)、3LWED4900YW2 AATCC 干衣機(jī)（美國惠而浦有限公司），ME204 電子天平（梅特勒-托利多科技有限公司），PBO 氣壓電動(dòng)軋車、H-TS-3 高溫定形機(jī)（廈門瑞比精密機(jī)械有限公司），TN588 噴淋式防水性能測試儀（東莞市通銘儀器有限公司），Y（B）571-Ⅲ摩擦色牢度儀、YG（B）026D-500 擺錘法撕破強(qiáng)力儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司），Datacolor 550 臺(tái)式分光測配色儀［德塔顏色商貿(mào)（上海）有限公司］。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

將無氟防水劑配制成不同質(zhì)量濃度的整理液，使用軋-烘-焙工藝整理滌綸織物。將滌綸織物浸入整理液中，取出織物，平鋪在軋機(jī)的輥筒上（經(jīng)線方向垂直于輥軸），軋后取下；將處理完畢的織物100 ℃預(yù)烘1 min，最后在高溫定形機(jī)中170 ℃焙烘1 min。

1.3 測試

1.3.1 防水性

參照AATCC 22—2017《拒水性：噴淋試驗(yàn)》進(jìn)行測試。將180 mm×180 mm 測試樣緊緊固定于直徑為152 mm 的環(huán)上，將帶有織物的環(huán)放置在測試儀器的支架上，使噴頭中心對(duì)準(zhǔn)環(huán)中心，織物的經(jīng)向順著布面水珠流下的方向，加入（27±1）℃、250 mL 的去離子水于測試儀器漏斗中，并確保在25～30 s 內(nèi)噴完；握住環(huán)的一側(cè)，在環(huán)的對(duì)側(cè)用硬物輕敲，并且測試樣面向這個(gè)物體，然后轉(zhuǎn)環(huán)180°，重復(fù)以上動(dòng)作1 次［6］。根據(jù)布面水滴分布情況進(jìn)行結(jié)果分?jǐn)?shù)評(píng)定（100 分表示織物表面沒有沾附或潤濕；90 分表示織物表面有輕微不規(guī)則的沾附或潤濕；80 分表示織物表面噴淋點(diǎn)處有潤濕現(xiàn)象；70 分表示織物表面超出噴淋點(diǎn)處有部分潤濕；50 分表示織物表面完全潤濕；0 分表示整個(gè)織物表面完全潤濕，并且表面下沉）。

1.3.2 耐水洗性能

將整理后的織物放入AATCC 洗衣機(jī)中，參照AATCC 135—2018《機(jī)織和針織物自動(dòng)家洗時(shí)尺寸變化》進(jìn)行測試［7］。

1.3.3 色牢度

防水整理織物經(jīng)過軋-烘-焙工序后，對(duì)色牢度會(huì)有一定程度的影響，采用摩擦色牢度儀進(jìn)行測試。

1.3.4 撕破強(qiáng)力

參照GB/T 3917.1—2009《紡織品 織物撕破性能第1 部分：沖擊擺錘法撕破強(qiáng)力的測定》，使用擺錘法撕破強(qiáng)力儀進(jìn)行測試?？椢锝?jīng)向、緯向各測試5 次，取平均值［8］。

1.3.5 色變

參照GB/T 17644—2008《紡織纖維白度色度試驗(yàn)方法》，利用臺(tái)式分光測配色儀進(jìn)行測試。白色織物測試CIE 白度值；染色織物測試L*、a*、b*、ΔE值。測試時(shí)，將試樣折疊4 層，每個(gè)試樣測試4 個(gè)不同點(diǎn)，取平均值。

1.3.6 加工持續(xù)性

采用一浸一軋?jiān)俦汉娴姆椒?，?0 塊布料從1#到10#依次浸軋于工作液，浸軋后的工作液需要回流到原先的工作液系統(tǒng)中反復(fù)使用，如此反復(fù)進(jìn)行得到10塊處理織物，檢測每一塊處理織物的防水性能。

2 結(jié)果與討論

2.1 防水性

滌綸織物是生活中普遍使用的面料，經(jīng)無氟防水劑處理后可能表現(xiàn)出較好的防水性能。由表1 可以看出，Repellan V9 對(duì)滌綸織物具有良好的初始防水效果，且用量不大，僅需要50～60 g/L 防水等級(jí)就能達(dá)到100 分。與傳統(tǒng)含氟防水劑相比，除了在極低用量時(shí)防水等級(jí)略差，在其他用量時(shí)防水效果基本相同。

表1 無氟防水劑Repellan V9 在滌綸織物上的防水性能

2.2 耐水洗性

在日常生活中，要求紡織品經(jīng)過多次洗滌后仍能保持原有的性能，因此整理后的織物需具備一定的耐水洗性能，耐洗性是衡量織物整理劑品質(zhì)優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)，也可以反映一種功能整理劑在紡織物上整理效果的耐久性。由圖1 可知，Repellan V9處理后的布樣在洗滌15 次后，防水性仍然可達(dá)90分；在水洗30 次后，防水性為80 分，表現(xiàn)出良好的耐水洗性。這是由于Repellan V9 是一種特殊的納米雜化交聯(lián)型聚硅氧烷防水劑，在高溫定形時(shí)，具有低表面能的長碳鏈烷基、甲基向織物表面遷移，伸向空氣，Si—O—Si 偶極鍵指向纖維，納米微粒SiO2包覆在聚硅氧烷Si—O—Si 主鏈之下并指向纖維基質(zhì)。分子間會(huì)發(fā)生有效鍵合，從而有效提高無氟防水劑處理織物的耐水性能。

圖1 水洗次數(shù)對(duì)Repellan V9 防水性的影響

2.3 撕破強(qiáng)力

由表2 可知，經(jīng)防水劑整理后的滌綸織物經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力較織物原樣均有不同程度的下降，但是下降幅度皆在可接受范圍內(nèi)。防水整理后織物的經(jīng)向撕破強(qiáng)力為14.6 N，強(qiáng)力保留率為98.65%，緯向撕破強(qiáng)力為12.5 N，強(qiáng)力保留率為97.66%；總體而言，撕破強(qiáng)力沒有明顯變化，不影響織物的最終服用性能。

表2 防水整理對(duì)滌綸織物撕破強(qiáng)力的影響

2.4 耐摩擦色牢度

色牢度是指被染色的織物在外部因素的作用下褪色以及變色的程度，耐摩擦色牢度是紡織品色牢度的最基本評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)使用中等深度的滌綸織物作為檢測對(duì)象，比較防水整理前后織物的耐摩擦色牢度。由圖2 可以看出，整理前后的染色織物耐摩擦色牢度均為4～5 級(jí)，并沒有發(fā)生顯著變化，這表明用無氟防水劑進(jìn)行防水后整理并不會(huì)影響織物的耐摩擦色牢度。

圖2 整理前后染色織物的耐摩擦色牢度

2.5 色變

防水整理一般會(huì)對(duì)織物帶來一定的色變影響，白色織物一般會(huì)有黃變，染色織物會(huì)有顏色加深的趨勢。由表3 可以看出，防水劑用量為40 g/L 時(shí)，白色織物的黃變和染色織物的色變都不明顯，但是當(dāng)防水劑用量為60 g/L 時(shí)，黃變和色變都會(huì)稍明顯，所以在做防水整理時(shí)選擇合適用量非常重要，并不是濃度越高越好。

表3 防水整理對(duì)滌綸織物色光的影響

2.6 加工持續(xù)性能

防水劑的加工持續(xù)性即防水劑吸附過程的穩(wěn)定性，是后整理工藝十分重要的指標(biāo)，直接關(guān)系到織物的加工成本和工藝穩(wěn)定性。從表4 的數(shù)據(jù)和變化趨勢分析可知，采用Repellan V9 進(jìn)行防水整理，初始防水性能與含氟防水劑基本相同，但是持續(xù)防水性能優(yōu)于含氟防水劑。這是因?yàn)榉浪畡┑某掷m(xù)加工穩(wěn)定性與防水劑的分子結(jié)構(gòu)以及防水劑與織物的親和力有關(guān)。該實(shí)驗(yàn)表明，在加工初始時(shí)，織物對(duì)含氟防水劑吸附量大，導(dǎo)致后期防水效果下降趨勢偏大。

表4 防水劑在滌綸織物上的加工持續(xù)性

3 結(jié)論

（1）滌綸織物經(jīng)無氟防水劑Repellan V9 整理后，僅需50～60 g/L 就能達(dá)到防水等級(jí)100 分，說明其對(duì)滌綸織物具有良好的初始防水效果。經(jīng)過防水整理后的滌綸織物在經(jīng)過家庭洗滌30 次后，雖然防水性能有所下降，但是仍然保持了良好的防水性能，證明整理后的織物防水效果有較高的耐久性。

（2）無氟防水劑Repellan V9 應(yīng)用到織物上，幾乎不影響織物原有的物理性質(zhì)。

（3）無氟防水劑Repellan V9 在滌綸織物上進(jìn)行防水整理時(shí)，其連續(xù)防水性能的下降趨勢優(yōu)于含氟防水劑，從而使加工工藝具有良好的可操作性。