棉織物綠色阻燃整理工藝的相關(guān)研究及探討

隨著整理設(shè)備的改進(jìn)以及研究力量的日益增強(qiáng)，人們對(duì)防火劑的各項(xiàng)性能要求越來越高．要求防火劑不但具有良好的防火性能，而且在后整理和織物使用過程中不會(huì)釋放出大量甲醛[3-5 ]．為此，使后整理后織物不但具有良好的防火性能，而且要綠色環(huán)保是當(dāng)前研究的重點(diǎn)問題．淀粉具有良好的可生物降解性，廣泛應(yīng)用于面料、吃品、造紙等工業(yè)[6]．通過對(duì)淀粉進(jìn)行膦酸酯化改性，可給予其防火性能；同時(shí)又符合面料品綠色后整理的要求．本文主要對(duì)棉織物的綠色防火后整理進(jìn)行探討，并確定其綠色防火后整理的佳工藝．

1 實(shí)驗(yàn)

1．1 材料和儀器

1．1．1 織物

29×29 S經(jīng)煮煉漂白的純棉細(xì)布．

1．1．2 藥品

防火劑A，自制；交聯(lián)劑聚氨酯，柔軟劑CGF，均為工業(yè)級(jí)，上海助劑廠提供．

1．1．3 儀器設(shè)備

YG815垂直法織物燃燒性能測(cè)試儀(寧波面料儀器廠)，YG065型電子織物強(qiáng)力測(cè)試儀(無錫面料儀器廠)，DK一5E烘干機(jī)(無錫面料儀器廠)．

I．2 防火后整理工藝

工藝：織物一二浸二軋(軋液率75 ～80％)一烘干(100℃ ，2 min)一烘焙(160℃ ，3 min)一皂洗(皂粉3 g／L，60℃ ，3 min)一烘干．

1．3 測(cè)試

1．3．1 防火效果

對(duì)全部經(jīng)過防火后整理后的織物根據(jù)GB5455—97規(guī)定，采納垂直燃燒試驗(yàn)法測(cè)織物炭長(zhǎng)(被燒焦的大長(zhǎng)度)，在垂直燃燒試驗(yàn)儀上測(cè)量．

1．3．2 強(qiáng)力

根據(jù)GB／T 3923—97《面料品織物拉伸性能測(cè)試條件》進(jìn)行測(cè)試．

1．3．3 耐水性測(cè)試

將試樣加入在4O℃、純堿2 g／L、浴比1：10的條件下清洗若干次，然后清水洗，烘干．

1．3．4 甲醛含量

面料品甲醛含量的檢測(cè)按照GB 184O1—2003標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試．

1．4 防火劑A的制備

將等量的磷酸氫鈉和水溶性淀粉加入到三頸燒瓶中，然后加水至兩者完全溶化，開攪拌器，并逐漸升溫到8O℃左右，反應(yīng)5 h左右，燒瓶中的混合物即為產(chǎn)品．本實(shí)驗(yàn)是通過對(duì)水溶性淀粉進(jìn)行膦酸酯化改性，然后通過交聯(lián)劑聚氨酯在肯定的條件下，使防火劑和纖維素互相交聯(lián)形成網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，從而給予織物防火的性能[7]．

2 結(jié)果及商量

2．1 正交試驗(yàn)
 

棉織物的防火后整理實(shí)驗(yàn)采納正交設(shè)計(jì)分析方法，采納L9(4 的3 次方)正交表，實(shí)驗(yàn)因素水平、實(shí)驗(yàn)安排及結(jié)果如表1、2所示．極差分析如表3．

極差是推斷各因素影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果主次關(guān)系的依據(jù)．極差大，說明該因素是生動(dòng)的，它在實(shí)驗(yàn)中的作用較大，它的變化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大；級(jí)差小，說明該因素是保守的，它在實(shí)驗(yàn)中的作用較小，它的變化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較?。畯谋?的級(jí)差值R可見，影響防火效果的因素從大到小的次序依次為：交聯(lián)劑質(zhì)量濃度>防火劑質(zhì)量濃度>溫度×時(shí)間>柔軟劑質(zhì)量濃度．影響斷強(qiáng)損失率的因素從大到小的次序?yàn)榉阑饎┵|(zhì)量濃度>交聯(lián)劑質(zhì)量濃度>柔軟劑質(zhì)量濃度>溫度×時(shí)間．所以，在棉織物的防火后整理中，交聯(lián)劑濃度對(duì)防火效果起著關(guān)鍵的作用，而防火劑濃度對(duì)織物斷裂強(qiáng)度

的損失起著較重要的作用．因?yàn)樵谕ǔ５臈l件下，防火劑A很難和纖維素直接發(fā)生反應(yīng)，只有通過交聯(lián)劑聚氨酯才能使防火劑交聯(lián)在織物上，故交聯(lián)劑濃度是決策織物上N、P兩種元素多少的主要因素，從而影響織物的防火效果．從表3可知，隨著交聯(lián)劑濃度的增加，炭長(zhǎng)越來越短，當(dāng)交聯(lián)劑質(zhì)量濃度為90 g／L時(shí)，織物的防火效果好，繼續(xù)增加交聯(lián)劑的質(zhì)量濃度，防火性下降．這是因?yàn)槔w維素大分子上能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的羥基數(shù)目肯定，當(dāng)交聯(lián)劑濃度過大時(shí)，過多的交聯(lián)劑堆積在織物表面，影響交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行，導(dǎo)致織物的防火性下降．而斷裂強(qiáng)力的損失卻隨著交聯(lián)劑質(zhì)量濃度的增加呈擴(kuò)大趨勢(shì)．因此，為了保證后整理后的棉織物具有足夠的強(qiáng)力，不影響織物的服用性能，交聯(lián)劑的質(zhì)量濃度選擇90 g／L．防火劑質(zhì)量濃度增加，炭長(zhǎng)越短，防火效果越好，但防火劑質(zhì)量濃度增加使織物的斷裂強(qiáng)力下降，因此，在保證織物防火性能的前提下，完量減少防火劑的濃度，優(yōu)選防火劑質(zhì)量濃度為250 g／L．柔軟劑的使用可以改善織物的手感，當(dāng)柔軟劑質(zhì)量濃度為9 g／L時(shí)，既可以使織物具有良好的防火效果，又可以保證織物的服用強(qiáng)力，故優(yōu)選柔軟劑質(zhì)量濃度為9 g／L．

從表3可知，當(dāng)烘焙溫度在160℃ ，時(shí)間為3 min時(shí)，織物的防火性和強(qiáng)力均可滿足服用要求，所以選擇溫度160℃ ，時(shí)間3 min．因此佳的工藝條件：防火劑質(zhì)量濃度250 g／L，交聯(lián)劑質(zhì)量濃度90 g／L，柔軟劑質(zhì)量濃度9 g／L，溫度160℃ ，時(shí)間3 min．

2．2 佳工藝后整理后棉織物的防火性能

在佳工藝條件(防火劑質(zhì)量濃度250 g／L，交聯(lián)劑質(zhì)量濃度90 g／L，柔軟劑質(zhì)量濃度9 g／L，溫度160℃ ，時(shí)間3 min)下，對(duì)棉織物進(jìn)行防火后整理后測(cè)得織物炭長(zhǎng)為82 mm，斷裂強(qiáng)力損失為29% ．和表2結(jié)果相比，此工藝條件下棉織物的防火效果和斷裂強(qiáng)度損失都是比較理想的．

2．3 佳工藝后整理后織物的耐水性和甲醛含量

采納佳的工藝條件對(duì)試樣后整理后，分別將試樣洗5、10、15、20、25次，其防火性能和織物上的甲醛含量如表4所示．從表4可知，織物經(jīng)清洗后，防火性能有所下降，清洗25次之后，織物仍具有肯定的防火性能，說明該防火劑處理的織物耐洗性較好．按GB 18401-2003~國(guó)家面料產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》采納萃取法測(cè)試甲醛含量，結(jié)果為46 mg／kg，此結(jié)果大大低于標(biāo)準(zhǔn)中直接接觸皮膚類布料產(chǎn)品的甲醛含量限定值(75 mg／kg)．
 

3 結(jié)論

(1)棉織物綠色防火后整理的佳工藝條件為：防火劑質(zhì)量濃度250 g／L，交聯(lián)劑質(zhì)量濃度9Og/ L，柔軟劑質(zhì)量濃度9 g／L，溫度160℃，時(shí)間3 mim。

(2)水系聚氨酯作為交聯(lián)劑不像其他交聯(lián)劑那樣產(chǎn)生大量的游離甲醛；同時(shí)又可引入氮元素，利用P、N的協(xié)同效應(yīng)提高織物的防火性。

(3)由于該防火劑是通過淀粉的改性得到，因此在肯定的條件下可生物降解，符合面料品功能后整理清潔化要求。

 

AAADFGRTJUYKYU

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