棉织物拒水整理研究现状及趋势

薛 璐，王波东

(青岛市纤维纺织品监督检验研究院，山东 青岛，266061)

1 引言

随着社会的进步，科技的发展，人们生活水平的提高，消费者对纺织品的要求也越来越高。天然纤维纺织品虽具有亲肤、吸湿、透气、环保等优点，但也存在易燃、易滋生细菌、干燥速度慢等问题。棉纤维纺织品作为天然纤维纺织品的重要组成部分，因具有柔软贴身、吸湿透气、亲肤保暖等优点备受消费者青睐，但其也存在吸湿后不易干燥、易粘在皮肤上造成人体不适、易滋生细菌等问题，因此对棉织物进行拒水整理既有一定的使用价值和经济价值，也能为拓展天然纤维纺织品应用领域提供参考。

2 棉织物拒水整理研究现状

棉织物拒水整理一般是通过物理或化学方法降低织物的表面能、改变织物表面的粗糙程度实现，常用的整理方法有覆膜法、涂层法、浸轧法等，常用的整理剂有氟系或硅系整理剂及近年来研究较多的无氟整理剂。

2.1 拒水整理方法

常用的棉织物拒水整理有覆膜法、涂层法、浸轧法等，近年来电子束辐射及等离子体技术在棉织物拒水整理方面也有一定程度的应用。覆膜法是指将具有防水透湿功能的薄膜复合在织物表面，常用的薄膜材料有聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯等。唐琴[1]将真丝、棉机织物和无纺布与聚四氟乙烯微孔薄膜复合，发现覆膜织物的接触角均在130.5°左右，有较好的防水性， 基布的透气性与孔隙率成正相关，覆膜织物的透气性由PTFE膜的透气性决定。涂层法是指在棉织物表面均匀地涂布一层(或多层)具有拒水功能的高分子化合物，从而使其具有拒水功能。李珂等人[2]将拒水拒油发泡整理液涂覆在涤棉织物，并得出了拒水拒油整理的较佳工艺参数，整理得到的涤棉织物具有单面拒水拒油效果，且其吸湿透气性未受明显影响。浸轧法一般采用一浸一轧或二浸二轧后再焙烘的工艺，使拒水整理剂附着在棉织物上。周文雅，施亦东[3]采用硅溶胶和二浸二轧→预烘→焙烘→水洗→烘干的工艺，对棉织物进行拒水处理，处理后的织物接触角理论值为160.7°，实际为137.24°，具有拒水效果。电子束辐射整理技术是利用辐射能量引发小分子整理剂彼此之间及与织物之间的反应从而使整理剂附着在织物上。翁雨晴等人[4]采用电子束辐射技术，将改性二氧化硅(V-SiO2)和丙烯酸十八酯(SA)协同接枝到棉织物表面，整理后的织物静态水接触角由143°提高到152°，拒水性能较好。等离子体整理技术是指用等离子体处理织物，使拒水整理剂接枝或附着在织物上，从而赋予织物拒水功能。沈丽[5]研究发现采用六氟丙烯等离子体对织物进行处理后，亲水性的织物如棉、麻、丝绸等的接触角明显提高，可达130°以上。

2.2 单一拒水功能整理

目前，对棉织物进行单一拒水功能整理的研究较多。郑君红等人[6]合成了含有全氟烷基的甲基丙烯酸酯类聚合物并将其用于棉织物的疏水整理，制备的超疏水棉织物与水的接触角在160°以上，经5次水洗或50次摩擦后仍能保持超疏水性能。姚盼盼，邢彦军[7]通过微波加热的方式得到Al2O3，并用其对棉织物进行处理，处理后的织物再用硬脂酸整理，即可得到超疏水棉织物，发现整理棉织物的拒水性能随溶胶中铝含量的增加而提高，随硬脂酸浓度的增加略有增大。任清庆，赵涛[8]使用棕榈油和2，2，2-三氟乙醇合成了棕榈油改性含氟拒水剂，经该拒水剂整理的棉织物的接触角随整理液质量浓度增大而增加，当质量浓度为40 g/L时，接触角最大为125.2°，得到的最佳整理工艺为乙醚为溶剂，棕榈油改性含氟拒水试剂浓度40 g/L，二浸二轧，100℃预烘40 min，170℃焙烘3 min。

2.3 多功能整理

对棉织物进行单一的拒水功能整理，逐渐不能满足人们对功能纺织品越来越高的要求，因此进行多功能整理，使棉织物兼具拒水/阻燃、拒水/拒油、拒水/抗菌等多种功能，已成为现阶段的研究热点之一。薛朝华等人[9]使用Pyrovatex CP new阻燃整理剂和AG-950疏水整理剂，对棉织物进行疏水阻燃同浴整理，经优化整理工艺整理的棉织物具有良好的阻燃性和超疏水性，其极限氧指数可达34.2%，并且经过20次标准洗涤后，阻燃效果无明显变化。钱海洪等人[10]利用细乳液聚合法合成了四碳短链含氟丙烯酸酯细乳液，考察了其对棉织物的拒水拒油整理效果，发现在最佳工艺下棉织物对水、橄榄油和十六烷的接触角分别为160°、154°、135°，洗涤30次后，棉织物对水、橄榄油和十六烷的接触角仍分别高达145°、133°、113°。阎琳等人[11]首先将银离子和壳聚糖络合，再使用季铵盐阳离子表面活性剂1227对其改性，制得了载银壳聚糖-1227复合抗菌剂，然后使用拒水拒油整理剂TG-5543和载银壳聚糖-1227复合抗菌剂对棉织物进行复配整理，得到了具有良好抗菌性及拒水拒油性的棉织物。

3 棉织物拒水整理研究趋势

棉织物拒水整理目前存在含氟整理剂对环境和人体健康存在危害、整理后的棉织物部分服用性能下降等问题。

3.1 无氟拒水整理

棉织物拒水整理多使用含氟拒水整理剂，但含氟拒水整理剂不易降解，会对人体健康和生态环境造成很大危害，因此开发无氟类拒水整理剂将是今后重要的研究趋势之一。王少飞等人[12]采用九种无氟拒水剂对棉织物进行拒水整理，通过测试分析无氟拒水剂的粒径分布、拒水整理棉织物的表面形态、静态接触角和耐水洗性能，发现无氟拒水剂乳液粒径为150 nm～400 nm时，乳液分散均匀；整理后棉织物的静态接触角均在140°以上；水洗过程中，部分棉织物表面的拒水膜受到破坏，导致拒水性能下降。董晶等人[13]以甲基丙烯酸十八酯为单体，过氧化苯甲酰为引发剂，乙醇为溶剂对棉织物进行疏水整理，整理后的织物疏水效果明显提高，接触角可达132.5°。谭淋等人[14]以正硅酸乙酯为前驱体，乙醇和水为溶剂制备了硅溶胶预缩体对棉织物进行疏水整理，通过分析预缩体制备、硅烷偶联剂添加、低温烘干工艺，发现在优化工艺条件下，整理后棉织物水接触角可达152.1°，同时棉织物的力学性能也有一定程度提高。

3.2 提升服用性能

经拒水整理的棉织物，其服用性能可能有一定程度下降。李珂等人[15]分别使用BAYGARD.FD8三防整理剂和Repellent Sms整理剂对20/80 涤/棉混纺织物进行拒水、拒油整理，发现整理后织物的强力有一定程度下降。由于拒水整理剂大多采用涂层法或浸轧法复合到棉织物上，因此会对棉织物的透气性和柔软性造成一定影响，导致服用舒适性下降。因此棉织物拒水整理的研究重点方向之一是在保证棉织物拒水性能的基础上，尽可能地使其服用性能不受影响，兼顾功能性与舒适性。

4 结语

棉织物拒水整理拓宽了棉织物的使用范围，提高了其经济价值，满足了市场日益增长的对功能性纺织品的需求，具有广阔的应用前景。但其目前存在对环境有一定危害，服用性能有所降低等问题，因此加快环保型拒水整理剂的研发，优化工艺、配方提升拒水整理棉织物的服用性能等，将是今后的研发重点。