纺织品无氟拨水和易去污整理工艺

杨俊文，王 群

（3M中国有限公司，上海 200233）

棉和化纤等织物经过三防整理后具有防水、防油、防污功能，进一步制成服装后，在某种程度上能抵御日常生活中的一部分污渍侵袭；但该类型的服装一旦被油性污渍沾污后，就很难通过正常的洗涤过程清洗干净，例如在穿着过程中，衣领和衣袖频繁地与皮肤接触、摩擦，人体表面的油脂、汗液等混合污渍在一定压力下进入衣领和衣袖纤维，形成顽固的污斑，在正常水洗过程中很难去除干净［1］。近几年流行的无氟拨水剂符合环保发展的趋势，但和含氟拨水剂相比，无氟拨水剂不防油，这就导致无氟拨水剂处理的服装碰到油污时会把油污吸收进去，很难清洗干净，影响服装的外观和穿着性。若对织物进行拨水和易去污双效整理，服装在干燥状态下具有优良的拨水功能，同时被油性污渍沾污后也易于清洗，因此，具有拨水和易去污双重功效的无氟拨水剂具有很强的实用价值。

常见的无氟拨水剂包含两大类：有机硅拨水剂和碳氢长链类拨水剂。有机硅拨水剂的拨水原理一方面是降低被处理材料的表面张力，另一方面是这类物质本身也具有疏水性能；碳氢长链类拨水剂的拨水原理主要来自这类物质的疏水性能，在被处理材料的表面形成一层疏水层，赋予被处理材料疏水性能。服用纺织品拨水剂选用具有较强疏水性能的物质，碳氢长链类拨水剂的长链烷烃发挥拨水功效，长链烷烃的空间构象及其在纤维表面的排列分布在一定程度上决定了拨水性能，这也是无氟拨水剂的重要技术所在［2］。

大部分无氟拨水剂都带有非极性基团，对非极性的油剂具有吸引作用，因此，处理后的织物接触油性污渍后很难清洗干净。若能将无氟拨水剂超分子的空间分布设计成特殊结构，使整个分子呈极性，对非极性的油污具有排斥性，在织物的水洗过程中把油污推到水里，从而使织物具有很好的易去污功效。思高洁TM无氟拨水剂PM-3888 的主链端基带有强疏水基团，能在纤维上形成一层均匀致密的疏水保护膜，发挥较好且耐久的拨水功效；同时具有特殊的超分子结构（整个分子呈极性），对非极性油污具有排斥性，因此具有较好的易去污功效。

1 实验

1.1 材料

织物：涤纶75D×75D，85 g/m2，80%；尼龙70D×160D，123 g/m2，70%。无氟拨水剂PM-3888（非硅类无氟拨水剂，3M 中国有限公司），无氟拨水剂A、B、C（含硅类无氟拨水剂），交联剂D、E、F、G（异氰酸酯类交联剂），普通渗透剂（表面活性剂类），异丙醇（工业级），特殊柔软剂（高分子聚乙烯蜡类），普通有机硅柔软剂（氨基硅类），均来自国内市场。

1.2 设备

P-A0 气动重型竖式轧车、R-3 型拉幅定型机（锡莱-亚太拉斯有限公司），AATCC 洒水喷淋仪及评判图卡，AATCC 标准洗衣机（使用1993 AATCC 标准洗衣粉和AATCC 标准陪洗布），AATCC 标准烘干机。

1.3 整理工艺

前处理→染色→烘干（100 ℃）→浸轧整理液→烘干（100 ℃）→焙烘（170 ℃）。

1.4 测试

拨水性能（简称WR）：按照AATCC 22—2002《纺织品拨水性测试喷淋法》进行测试。

易去污性能（简称SR）：按照AATCC 130—2002进行测试。

耐洗性能：按照AATCC 135—2004《纺织品家庭水洗程序》进行测试。

2 结果与讨论

2.1 无氟拨水剂

由表1 可知，4 只无氟拨水剂都有较好的拨水效果，经过10 次洗涤后，拨水性能都可以达到80 分，但易去污性能差别较大，A、B、C 3 只无氟拨水剂的易去污性能较差，初始和洗涤10 次后的易去污性能都只有2～3 级。因为A、B、C 3 只无氟拨水剂的分子呈非极性，而油污也呈非极性，根据相似相容原理，A、B、C 3只无氟拨水剂都对非极性的油污具有吸引力，因而把油污吸附到织物上，水洗时油污很难从织物上移动到水中，干燥后仍然残留在织物上。而PM-3888 超分子结构的空间分布很特殊，整个分子呈极性，因而对非极性的油污具有排斥作用，在织物的水洗过程中能把油污推到水里，从而使织物具有很好的易去污功效。

表1 无氟拨水剂对拨水及易去污性能的影响

2.2 布面杂质

无氟拨水剂的拨水整理对织物的前处理及残余助剂有一定的要求，油剂去除不干净会导致织物的吸水性不好，织物在快速浸轧工作液的过程中带液率就会降低；同时，拨水剂不能直接包覆在每根纤维的表层，也就不能形成连续的疏水保护膜，很难得到好的拨水功效。整理前织物上残余的前处理助剂及染色助剂（如匀染剂和普通渗透剂）等均为亲水性的物质，烘干后不能挥发，残留的物质会增加织物的表面张力；含硅消泡剂会影响拨水剂在纤维表层的成膜性，均会影响拨水剂的功效。因此，整理前要将织物上的油剂、前处理助剂、匀染剂等清洗干净，并且不使用含硅消泡剂［3］。

2.3 交联剂

为了提高PM-3888 的耐洗性能，可在配方中添加耐洗提升剂——交联剂。由表2 可知，交联剂D、E、F、G 对拨水性的耐洗性都有明显的提升作用，水洗20 次后拨水性都能达到80 分以上；交联剂F 的耐洗提升作用最显著。交联剂D、E、F 的分子呈极性，对油污具有排斥作用，因此对易去污性能没有明显的影响。交联剂G 可能含有非极性基团，对油污具有吸引力，从而影响织物的易去污性能。因此选择交联剂F。

表2 交联剂对无氟拨水剂拨水及易去污性能的影响

2.4 其他物质

由表3 可知，当工作液中含有与拨水和易去污功效相反的物质时，拨水和易去污功效显著降低。普通渗透剂在纤维干燥过程中不能挥发，残留在布面上，增加了布面的表面张力，降低了拨水功效。非再湿性渗透剂如异丙醇在工作液中能提高布面渗透性，同时在干燥过程中会随着水分挥发，不会残留在布面上，用量适当不会降低拨水剂的功效。普通有机硅柔软剂的硅氧键呈非极性，对非极性的油污具有吸引作用，会影响织物的易去污性能。特殊改性的柔软剂整个分子呈现极性，对非极性的油污具有排斥作用，因而不影响织物的易去污性能，用量适当能在拨水、易去污性能及手感之间达到很好的平衡，因而适合作为拨水易去污整理的手感调节剂［4］。

表3 其他物质对拨水及易去污性能的影响

3 结论

无氟拨水易去污双效功能整理首先要选择合适的无氟拨水剂。整理前要将织物上的油剂、前处理助剂、匀染剂等清洗干净，并且不使用含硅消泡剂。若要做高耐洗的拨水易去污整理，可添加合适的交联剂来提升耐洗性。在整理时，工作液中不能添加与拨水和易去污功效相反的物质。若要添加渗透剂，须选择非再湿性渗透剂（如异丙醇）。若要调节手感，则要选择合适的柔软剂，用量也要注意。