纺织品涂层准确定性及剥离方法的研究

孙　杰,沈锦玉

〔国家纺织服装产品质量监督检验中心(浙江桐乡)，浙江 嘉兴 314500〕

纺织品涂层准确定性及剥离方法的研究

孙杰,沈锦玉

〔国家纺织服装产品质量监督检验中心(浙江桐乡)，浙江 嘉兴 314500〕

文章以涤/棉混纺聚丙烯酸酯涂层(PA)、聚氨酯涂层(PU)面料为研究对象，采用傅里叶变换红外光谱仪对两类涂层进行ATR-FTIR分析，快速准确地分析出纺织品表面涂层的成分，同时根据涂层剂的溶解度参数选择6种溶剂去除涂层，通过逐一溶解剥离试验，得出最佳剥离工艺参数。

纺织涂层；定性分析；剥离方法；工艺参数

纺织品涂层尤其是聚丙烯酸酯(PA)涂层、聚氨酯(PU)涂层在纺织面料、服装中应用较为广泛[1]，但由于产品表面涂层的存在致使涂层织物在常规检测中存在较大误差,特别是在定量时导致纤维定量测试结果偏大或偏小，甚至定量超出标准规定的偏差范围[2]。因此研究开发纺织涂层的准确定性及剥离方法具有重要的意义。

本文选用涤/棉混纺涂层产品作为研究对象，采用傅里叶变换红外光谱仪对涂层进行准确定性。然后根据溶解度参数选择溶剂，并进行剥离涂层剂的溶剂种类及试验条件筛选。

1　实验材料与仪器

1.1实验材料

未涂层涤/棉织物,含聚丙烯酸酯(PA)涂层的涤/棉织物,含聚氨酯(PU)涂层的涤/棉织物。

1.2实验试剂

丙酮、二甲苯、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、环己酮。

1.3实验仪器

Nicolet iS10型傅里叶变换红外光谱仪、恒温烘箱(105℃±5℃)、恒温水浴锅(0～100℃)、具塞三角烧瓶、玻璃砂芯坩埚、分析天平、干燥器、通风厨。

2　实验过程

2.1涂层定性

剪取一定大小的实验样品(10 cm×10 cm)，将其表面有涂层剂的一面放于FT-IR红外光谱仪的探测头正下方，并使探测头紧贴着涂层剂，旋转OMNIC采样器固定钮，开始检测。在4000～400 cm-1范围内扫描即可采集样品的衰减全反射红外光谱谱图。

2.2涂层的剥离

根据相似相溶原理，溶剂及被溶解物质(涂层剂)的溶解度参数选择6种溶剂来溶解PA涂层涤/棉布、PU涂层涤/棉布。这六种溶剂分别为丙酮、二甲苯、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、环己酮。

表1　不同溶剂及涂层剂的溶解度参数

3　结果与讨论

3.1聚丙烯酸酯涂剂 聚氨酯涂层剂的测定

使用红外光谱仪，试验分别测定了PA、PU的红外谱图，所得样品红外谱图见图1、图2。

图1　聚丙烯酸酯涂层(PA)

图2　聚酯型聚氨酯涂层(PU)

PA涂层剂的结构中主要是酯键(C=O)。酯基的伸缩振动峰为1715 cm-1，由图1可知，1700 cm-1为酯基的特征吸收峰；根据所查的文献资料中所收录之标准红外光谱图[3],可知该样品为聚丙烯酸酯(PA)涂层剂。

聚氨酯涂层的结构中有酰胺键和酯键。从图2可见，在3500～2800 cm-1范围内有O-H和N-H(酰胺)两基团的伸缩振动峰；在波数1750～1600 cm-1范围内有C=O(酯)基团的特征吸收峰；在波数为1200 cm-1附近处有C-N(酰胺)基团的特征吸收峰。与聚氨酯涂层的标准谱图比较，可知该样品为聚氨酯(PU)涂层剂。

3.2不同溶剂在不同温度下对涂层的剥离效果

3.2.1丙酮(见表2)

由表2中可看出，用丙酮20℃常温剥离时,对涂PA织物和涂PU织物可获得基本一致的剥离率。水浴温度升高到40℃剥离时,PA涂层织物无变化，而PU涂层织物则剥离程度稍有增加。

3.2.2乙酸乙酯(见表3)

由表3可知,不同温度下乙酸乙酯对涂层剂的剥离并无大的影响,通过比较可知,乙酸乙酯对PA的剥离效果优于对PU的剥离效果,这与表溶解度参数结果相对应。

表2　不同温度下丙酮试剂对试样的处理效果

注：重量变化=处理前试样重-处理后试样重；剥离率=重量变化/剥离前试样重×100%

3.2.3二甲基甲酰胺(见表4)

由表4可知,随着温度的升高,PA和PU的剥离率均呈增加趋势，对温度较为敏感。尤其是用二甲基甲酰胺剥离PU涂层时，随着水浴温度升高，涂层剥离难度明显下降，效果较好。根据标准FZ/T 01095二甲基甲酰胺可溶解氨纶，故对于样品中含有氨纶的情况不宜选用。

3.2.4二甲苯(见表5)

由表5可知,不同温度下二甲苯对两种涂层剂的剥离率均无显著影响,随着温度的升高，试剂对PA和PU的剥离程度无明显增加，说明它对温度变化不敏感，但相对而言，二甲苯溶剂对PA的剥离效果优于对PU的剥离效果。

表3　不同温度下乙酸乙酯试剂对试样的处理效果

表4　不同温度下二甲基甲酰胺试剂对试样的处理效果

3.2.5四氢呋喃(见表6)

由表6可知,不同温度下四氢呋喃对两种涂层剂的剥离率均有非常明显的影响,对涂层的处理速度快，效果好。同时该溶剂在常温下通过一定的外力作用就能够对PA涂层试样和PU涂层试样达到较好的剥离效果，随着温度的升高，剥离效果变化明显。

3.2.6环己酮(见表7)

由表7可知,不同温度下环己酮对两种涂层织物都能达到完全剥离,在外力作用下更容易去除涂层，并且该试剂随温度的升高，其涂层去除难度下降。

3.3涂层剥离效果分析

以上试验分析可知，对于常见的涤棉混纺的PA涂层织物、PU涂层织物，选用6种试剂在相同的处理时间， 不同水浴温度下剥离效果及剥离条件有很大差异。采用丙酮、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、环己酮都能使织物涂层基本溶解，借助外力搅拌可去除涂层。其中二甲基甲酰胺、四氢呋喃、环己酮处理涂层速度最快、效果最好；而四氢呋喃处理涂层时，样品褪色明显，偶尔出现试验失败的的情况，同时四氢呋喃沸点较低，容易挥发，毒性较大，不推荐使用。

表5　不同温度下二甲苯试剂对试样的处理效果

表6　不同温度下四氢呋喃试剂对试样的处理效果

所以，对于涤/棉混纺的PA类涂层织物,使用溶剂环己酮处理表面涂层；对于涤/棉混纺的PU类涂层织物,使用溶剂二甲基甲酰胺来处理表面涂层剂,溶解速度快，效果比较好。

3.4涂层剥离温度的确定

环己酮、二甲基甲酰胺作为涂层去除的剥离剂，其剥离速度快，效果好，低温时涂层卷曲溶解搅拌即可去除，高温时涂层更加容易去除，但同时样品褪色现象明显，因此必须选择合适的温度来进行剥离去除。

表7　不同温度下环己酮试剂对试样的处理效果

图3　环己酮在不同温度下对试样剥离程度的影响

由图3可直接看出,随着温度的升高,PA剥离率持续升高，在处理温度为60℃时,环己酮对聚丙烯酸酯的剥离程度最大，效果最明显,且通过显微镜观察对基布的剥离损伤影响较小，鉴于此，环己酮的最佳试验温度为60℃时，对PA涂层去除效果最佳。

图4　二甲基甲酰胺在不同温度下对试样剥离程度的影响

从图4中可以看出，随着处理温度升高PU涂层的剥离程度逐渐增加，且温度升高，涂层的剥离程度增加，但与此同时二甲基甲酰胺试剂对涂层基布的影响增加，并且在温度60℃时有逐渐增大的趋势，鉴于此，选择加热温度40℃时，对PA涂层去除效果最佳。

3.5剥离试验对涤/棉基布的影响(修正系数)

表8　环己酮对涤/棉基布的修正系数

表9　二甲基甲酰胺对涤/棉基布的修正系数

修正系数d=m1/m2

m1—基布处理前干重

m2—基布处理后干重

d—处理基布的重量修正系数

根据表8所测数据，环己酮在选定实验条件下对涤/棉涂层基布的修正系数d值为1.002，说明在本次实验条件下，对涤/棉涂层基布纤维有一定影响，但在标准规定范围之内，不影响后续的成分分析。

根据表9所测数据，二甲基甲酰胺在选定实验条件下对涤/棉涂层基布的修正系数d值为1.000，说明在选定实验条件下，对涤/棉涂层基布纤维基本没有影响。

4　结论

试验结果表明:对于PA类涂层织物,使用溶剂环己酮处理表面涂层剂,每克试样加入溶剂环己酮溶液100 mL,摇动烧瓶,浸湿试样，并于60℃恒温水浴锅中保持30 min左右溶解,速度快，效果好；对于PU类涂层织物,使用溶剂二甲基甲酰胺来处理表面涂层剂,每克试样加入溶剂二甲基甲酰胺溶液100 mL,摇动烧瓶,浸湿试样，并于40℃恒温水浴锅中保持30 min左右溶解可使其溶解效果较好。

[1]顾眠.涂层产品新发展[J].染整技术,2001，(10)：25—28.

[2]王彩云. 聚氯乙烯涂层织物涂层剂去除方法研究[J].棉纺织技术，2012，40(9)：10—12.

[3]FZ/T 01073-1999 纺织品上整理剂的鉴定试验方法[S].

Study on Accurate Qualitative Determination and Removing Method of Textile Coating

SunJie,ShenJinyu

〔National Textiles and Garment Quality Supervision Center(Zhejiang Tongxiang), Jiaxing 314500,China〕

Polyester/cotton blended fabrics coated with polyacrylate(PA) and polyurethane(PU) coating agent were studied. A qualitative analysis to the component of coat and fabric with FT-IR was made to get the component of fabric surface coating. Six kinds of solvents were chosen to dissolve coating.The optimum peeling parameters were reached through the solving and peeling test one by one.

coated fabric; qualitative analysis; removing method; process parameters

2015-05-26

孙杰(1987—)，男，陕西宝鸡人，工程师。

TS117

A

1009-3028(2015)05-0031-06