第五章拒水拒油讲解
拒水拒油性能测试方法
拒水拒油性能测试方法1.拒水级别测试1.1拒水性能测试按3M-n-1988方法进行。
将异丙醇和水以不同比例混合见表，配置标准测试液体系。
从低级数试剂开始，取液滴在待测样布布面上，若内10s不润湿则为通过，至不通过为止。
取最后通过级别为产品拒水级别。
表13M-n-1988拒水测试试剂wt%wt%12982595310904208053070640607505086040970301080201190101210001.2淋水性能测试对织物的拒水级别测试，一般用淋水性能测试方法，大多参考AATCC22-1977实验方法。
截取18X18(cm2)的试样1块，紧绷于试样夹持器(金属弯曲环)上，并以45°放置。
使织物的经向顺着布面水珠流下的方向，实验面的中心在喷嘴表面中心下的150mm处。
将250ml冷水迅速倾入如图所示的玻璃漏斗中，使水约在25-30s内淋洒于织物表面。
淋洒完毕，取起夹持器，使织物正面向下成水平，然后对着一硬物轻敲两次。
将实验织物与标准图片对照，评定拒水级别。
1级一一受淋表面全部润湿。
2级一一受淋表面有一半润湿，通常指小块不连接的润湿面积的总和。
3级一一受淋表面仅有不连接的小面积润湿。
4级——受淋表面没有润湿，但在表面沾有水珠。
5级——受淋表面没有润湿，在表面也末沾小水珠。
织物表面抗湿性测定，是各种拒水整理织物中最常用的方法。
这种测定方法各国差不多都应用，这种方法常见代号有：ISO4920-1981(E),AATCC22-1977,BS3702-64以及GB4745-84(报批稿)等。
1.3织物抗渗水性测定经调湿的试样在试样夹中，以试样的一面承受持续上升水压，以表示水透过织物所遇到的阻力，即抗渗水性。
在标准条件下（水是新鲜的蒸储水或去离子水，温度为20±2C或27立C,水压上升速率为10S.5厘米水柱/分钟或60去厘米水柱/分钟），直到有三滴水珠渗出为止，以第三滴水珠出现时的水压为准，以厘米水柱表示之。
涤纶织物的防水透湿及拒水拒油整理发展概况
涤纶织物的防水透湿及拒水拒油整理发展概况庞盈摘要:主要介绍了涤纶织物的防水透湿、拒水拒油的机理及荷叶效应在涤纶织物拒水拒油整理中的应用及其发展前景。
关键字：涤纶织物、防水性、防水透湿、拒水拒油、荷叶效应1防水与防水透湿整理1.1 防水性织物的防水性是指织物阻抗水分子透过的性能。
传统的处理方式是在织物的表面涂上一层不透水的涂层，如聚氯乙烯树脂、聚氨基甲酸酯类树脂等，以消除其透水性，此类方法过去应用较多，但却并不是解决问题的最好方法，因为这种涂层不能透过水蒸汽，它限制了人体汗液蒸发后的散发，并使水汽冷凝在织物的内表面，穿着很不舒服。
1.2 防水透湿机理防水性和透湿性表面上似乎是矛盾的，但从织物结构和加工方式上可取得一致。
水汽分子的直径一般为4×10-4祄，雨滴的直径通常为102祄 [1]。
所以只要织物中孔隙的直径控制在水汽分子可通过而水滴不能通过的范围内，便可起到防水透湿的作用。
织物要阻止水的渗透，取决于织物表面能的大小及水滴对织物表面的接触角Q，当Q大于等于90时，织物的临界表面张力小于水的临界表面张力，织物可以被水润湿。
但由于织物具有芯吸性(毛细管效应)，不能阻止水滴的渗透，所以要进行适当的防水整理，使织物的表面能低于水，同时由于水的内聚力的作用，水滴呈珠状，从而使织物具有防水性能。
在人体、衣服、环境三者形成的体系中存在湿与热的传递，湿的传递方式有两种：出汗发散(液相传递)和无感蒸发排泄(气相传递)。
人体随环境和活动状态及穿着衣服的不同，在人的皮肤周围出现的人工气候，其相对湿度为50%，舒适温度为32℃。
织物的透湿性与纤维的种类、织物的结构和织物的整理等密切相关，当服装内侧的温度高于外侧时，在织物两侧就存在一个压力梯度，在它的作用下，水蒸气分子能通过织物细密通道与外界进行热湿交换[2]。
2 涤纶织物的拒水、拒油整理及其发展情况2.1 织物的拒水织物的拒水性是指织物将水滴从其表面反拨落下的性能，拒水整理的目的是阻止水对织物的润湿，利用织物毛细管的附加压力，阻止液态水的透过，但仍然保持了织物的透气透湿性能，此类织物做成的服装，既有良好的防水性，又能较快地将体表汗液蒸汽排出，保持了服装干爽、温暖的感觉，从而大大提高了服装的舒适性，扩大了织物的应用范围，拒水整理织物首先用于生产军服、防护服，现在己广泛用于制作运动服、旅行包、旅行装、帐篷等。
荷叶拒水拒油原理
5
防水防油防污纺织材料
一、荷叶效应 荷叶的“自洁性”源于其表面的微细结构，荷叶表面有许多乳头状凸起,凸起部分 的高度为 5～10μm,凸起之间的间隙为 10～15μm， 乳头状的表面又被许多直径为 1nm 蜡质晶体所覆盖。
图 1 荷叶表面结构 在这些微小的凹凸之间，储存着大量的空气。当水滴落到荷叶上时，由于空气层、 乳头状突起和蜡质层的共同托持作用，使得水滴不能渗透，而能自由滚动。
图 2 荷叶自洁原理示意图 通过上面的荷叶效应可知，材料表面拒水必须具备以下条件： 1) 水在其表面接触角大于 90； 2) 材料表面必须是粗糙的，而且粗糙程度必须是纳米水平或接近纳米水平。 二、拒水拒油整理原理 拒水、拒油和易去污整理的本质是在织物表面施加一层特殊结构的物质，使其由高 能表面变为低能表面，以此获得具有拒水、拒油、易去污效果的织物，且表面能愈小效 果愈好。一般“三防”整理是通过控制表面粗糙度与降低表面能，使其与水或油的接触角 高于 120º ，来达到拒水拒油的效果。 1、接触角 液滴在固体表面上的接触角主要决定于固体和液体表面能， 以及液体与固体的界面
图 3 接触角定义 当液滴落在织物表面上时，只会出现两种情况： 1) 当接触角小于 90º 时，液滴开始呈图 3(b)的形状，但在极短的时问后，液滴就会向四 周扩散并渗入织物中。 2) 当接触角大于 90º 时，液滴呈图 3(c)的形状。接触角越大，保持的时间越长。织物倾 斜时，液滴会滚落。 2、润湿方程 拒水、拒油的条件是固体界面张力必须小于液体的表面张力 3、粘附功和内聚功 确定固体表面能比较难，所以由表面能判断是否润湿也不太容易。然而，接触角和 液体的表面张力是较易测定的。而通过物体的表面张力，容易得到液、固接触时的接触 角，从而确定是否润湿。θ 越小，固体容易被液滴润湿，反之，固体就有不同程度的抗 湿性能。 若要水或油滴在固体表面成珠状，则必须使固体界面张力小于液滴的界面张力。 4、临界表面张力 固体的界面张力一般都用外推法间接测定， 这种方法测定的固体的界面张力称为固 体的临界表面张力 γc。表面张力低于固体的 γc 的液体，能在该固体表面随意铺展和润 湿，而表面张力高于固体 γc 的液体，则在固体表面形成不连续的液滴，其接触角大于
拒水拒油整理教学课件
设备规模
根据生产规模和产量需求，选择 适当规模的设备，避免设备过大 造成浪费或设备过小影响生产效
率。
设备材质
考虑设备材质的耐腐蚀性和耐高 温性能，确保设备在长期使用过
程中保持良好的状态。
操作参数设置和调整策略
温度控制
根据拒水拒油整理工艺要求，设置适当的温度， 确保织物在整理过程中达到最佳效果。
时间控制
实例分析：成功与失败案例对比
成功案例
某户外品牌冲锋衣，采用特殊工艺处理，实现优异的拒水拒油性能。经检测，水滴和油滴在衣物表面迅速滑落， 耐洗性能良好。该产品受到消费者广泛好评。
失败案例
某品牌雨伞，宣称具有拒水功能。但经检测发现，水滴在伞面停留时间较长，拒水效果不佳。消费者反映使用后 伞面容易留下水渍和污渍。该产品市场口碑较差。
拒水拒油整理教学课件
• 拒水拒油整理概述 • 拒水拒油整理技术原理 • 拒水拒油整理工艺流程 • 设备选型和操作要点 • 质量检测方法与评价标准 • 生产过程中问题及解决方案 • 总结回顾与展望未来发展趋势
01
拒水拒油整理概述
定义与目的
定义
拒水拒油整理是一种使纺织品表 面具有排斥水和油的能力的加工 技术。
行业发展趋势预测及挑战分析
绿色环保整理技术
预测绿色环保整理技术 在未来的发展趋势，包 括生物基整理剂、水性 整理剂等的研究与应用 前景。
多功能整理需求
分析市场对多功能整理 的需求增长趋势，如防 水透湿、抗菌防螨等功 能的整合，以满足不同 领域的应用需求。
法规政策与标准
关注国内外相关法规政 策与标准的变化，分析 其对拒水拒油整理行业 的影响和挑战，如禁用 某些化学物质等。
经验分享
建立标准化操作流程
第四节拒水、拒油和防污整理剂
一浴法来代替。即将铝皂制成分散液，以明胶、聚乙烯醇为保护胶体，之后 又有乳化石蜡和铝皂并用的方法，用石蜡铝皂做拒水剂，价格低廉，工艺简 单，拒水效果好。它的缺点是耐洗涤性差、不耐磨，是一次性的拒水整理。 铝皂虽然不溶于水，但可以溶解于碱性溶液中，故铝皂的耐洗性较差。由于 锆皂的疏水性和耐洗性都比铝皂好，因此以锆盐代替铝盐，可以有效地改善 整理品的耐久性。
•
• 石蜡-铝皂是使用方便、价格低廉的拒水剂，特别适用于不常洗 的工业用布，但它不耐洗涤，不能持久，只有暂时性的拒水效 果。使用锆等稀土元素的化合物代替铝皂，可以提高洗涤性。
• ③高分子树脂类防水整理剂 作为防水剂的树脂，主要是由C11 以上的烷基酚类制成溶液，织物浸渍后干燥，再用甲醛和乙二 醛溶液处理，焙烘后即生成防水性树脂。它的优点是能够沉积 在织物上，赋予织物高度的拒水特性。缺点是处理液带酸性， 在烘干及热处理时，容易使纤维素纤维织物发生脆损；由于处 理液带酸性，容易使印染织物发生变色，采用直接染料染色的 织物尤为严重，久用或经洗涤后，拒水作用陆续丧失。
• 织物拒水整理的历史源远流长，十九世纪初出现了铝皂和石蜡乳液的二浴法 拒水整理工艺，先将织物浸轧用肥皂分散的石蜡乳液，再浸轧醋酸铝溶液。 这种工艺有很好的拒水性，但不耐洗涤，用锆皂代替铝皂可以提高耐洗性。 二十世纪三十年代，出现了一端具有反应性基团的长碳链拒水剂，如羟甲基 硬脂酰胺、十八氨基甲酸酯羟甲基衍生物、烷基醚化二羟甲基脲与长碳链醇 和长碳链酰胺合并使用等。其中最重要的是硬脂酰胺亚甲基吡啶氯化物，其 商品名为著名的Velan PF，由英国ICI公司于1937年推出，可用于耐久性拒水 整理。同一时期还出现了氨基树脂用硬脂酸或十八醇变性，生成长碳链酯或 醚的拒水剂，至五十年代完成商品化，如Phobotex FT、FTS、FTG等。二十世 纪四十年代，杜邦公司的R.K.Iler提出了配价络合型拒水剂，其商品牌号为 Quilon Werner，为硬脂酸或豆蔻酸的铬络合物。但这类拒水剂本身呈深绿 色，限制了它的使用范围。1947～1948年出现的有机硅拒水剂是拒水整理的 重要发展。美国道康宁公司最早指出，含氢有机硅聚合物是织物拒水剂的必 要成分。但聚甲基含氢硅烷整理后的织物手感发硬，需要与有机硅弹性体配 合使用。有机硅类拒水剂用于合成纤维织物效果较好，但用于纤维素纤维织 物上时，耐久性不够，需要加交联剂。有机硅类拒水剂整理织物的耐气候牢 度是其它各种拒水剂所不及的。
功能整理
目的：满足生活、称为 功能整理。
一、拒水、拒油整理
拒水、拒油整理就是用疏水性物质
对织物表面进行处理，降低纤维的 表面能，使织物不易被水和油所润 湿。 所用的疏水性物质称为拒水剂或拒 油剂。
拒水整理与防水整理的区别
拒水、拒油整理后织物的纤维间和纱线间仍 保存着大量的孔隙，仍保持良好的透气和透 湿性，适用于服装面料。 防水、防油剂则是一种能成膜的物质，整理 后在织物表面形成一层不透水、不溶于水的 连续薄膜，赋予织物防水、防油性。但整理 后织物不透气，手感也较粗糙，适用于室外 的纺织品。
覆盖论
热论
阻阴燃论
协同阻燃效应
1.催化脱水论
通过促进纤维的催化脱水炭化和交联，改
变热分解历程和分解产物的比例，减少热 分解产物中可燃性的气体和液体，增加难 燃性固体炭的量来达到阻燃效果的。
适用性
该理论主要适用于纤维素纤维。 含磷阻燃剂的阻燃可根据此理论。
2.气相论
通过抑制可燃性分解产物的氧化，干
4.脂肪烃三聚氰胺衍生物类 拒水整理剂
这类拒水剂是三聚氰胺-甲醛树脂
和具有长链结构的脂肪酸、酰胺、 醇的相结合
代表产品
拒水剂703和防水剂AEG。 主要应用于天然纤维及合成纤维的 拒水处理。
5.脂肪酸金属络合物类 拒水整理剂
脂肪酸可以与铬、钛、铝等金属离子络 合而形成脂肪酸络合物，具有拒水性， 其中以铬为最常用。 防水剂CR、防水剂AC都是这类拒水剂。
脂肪长链拒水剂在纤维 表面排列示意
分布状态与拒水的关系
拒水、拒油剂有规则地整齐排列，分子非极 性端基都在外层，拒水、拒油效果好。 拒水、拒油剂在纤维表面的浓度要适当高一 些，尽可能使拒水、拒油整理剂能整齐地排 列在织物的表面。
拒水拒油相关知识
拒水拒油相关知识当一滴液体滴在某一固体表面上时，会出现如下情况：(1)液体有可能完全铺展在固体表面上形成一层水膜，这种情况为液体完全湿润固体。
如图1中(a)所示。
(2)液体有可能成水滴状。
在这种情况下，由固体表面和液体边缘切线形成一个夹角θ，这个角称为接触角。
当0º<θ<90º时，如图1中(b)所示，液体部分湿润固体；当90º<θ< 18Oº，如图1中(c)所示，液体不湿润固体。
当液滴落在织物表面上时，只会出现两种情况：(1)当接触角小于90º时，液滴开始呈图1(b)的形状，但在极短的时问后，液滴就会向四周扩散并渗入织物(2)当接触角大于90º时，液滴呈图1(c)的形状。
接触角越大，保持的时间越长。
织物倾斜时，液滴会滚落。
要达到拒水的目的，就要使接触角θ越大越好。
根据著名的Young方程：γS=γSL +γLcosθ，液体在固体表面形成的接触角和界面张力之间的关系可知: 由于液体表面张力不变，要达到拒水的目的，就必须减小固体表面张力或使固液表面张力变大拒水、拒油的条件是固体的界面张力必须小于液体的表面张力从表1中可看出，不同的测定者，数据是有差异的。
但从总体上看，没有一种纤维使水在其表面的接触角大于90º。
所以常用纺织纤维都不具有拒水能力。
当然，更不具有拒油的能力。
表2一些常见液体的表面张力▪雨水的表面张力为53 mN／m ，一般油类的表面张力为20～30 mN／m▪织物拒水：表面张力＜53 mN／m▪织物拒油：表面张力＜20～30 mN／m▪一般的纤维或纺织品既不能拒油也不能拒水。
其他因素影响▪液体如水或油的润湿和渗透，不仅取决于织物中纤维表面的化学性能，还与织物的几何形状、表面粗糙度、织物毛细管间隙的大小以及织物上残留的其他物质有关。
▪表面粗糙度对拒水拒油的影响▪只要使纤维表面经表面改性后对表面张力较大的水能产生较大的接触角，就能达到拒水的目的；▪拒油是使纤维表面改性后临界表面张力大幅度下降，对表面张力较小的油也产生较大的接触角，使纤维产生拒油的效果。
2-拒水拒油性能测试方法
拒水拒油性能测试方法1. 拒水级别测试1.1 拒水性能测试按3 M-Ⅱ-1988方法进行。
将异丙醇和水以不同比例混合见表, 配置标准测试液体系。
从低级数试剂开始, 取液滴在待测样布布面上, 若内10 s不润湿则为通过, 至不通过为止。
取最后通过级别为产品拒水级别。
表1 3M-Ⅱ-1988拒水测试试剂拒水等级异丙醇（wt%）去离子水（wt%）1 2 982 5 953 10 904 20 805 30 706 40 607 50 508 60 409 70 3010 80 2011 90 1012 100 01.2 淋水性能测试对织物的拒水级别测试，一般用淋水性能测试方法，大多参考AA TCC22-1977实验方法。
截取18×18 (cm2) 的试样1块，紧绷于试样夹持器(金属弯曲环)上，并以45o放置。
使织物的经向顺着布面水珠流下的方向，实验面的中心在喷嘴表面中心下的150 mm处。
将250 ml冷水迅速倾入如图所示的玻璃漏斗中，使水约在25-30 s内淋洒于织物表面。
淋洒完毕，取起夹持器，使织物正面向下成水平，然后对着一硬物轻敲两次。
将实验织物与标准图片对照，评定拒水级别。
1级——受淋表面全部润湿。
2级——受淋表面有一半润湿，通常指小块不连接的润湿面积的总和。
3级——受淋表面仅有不连接的小面积润湿。
4级——受淋表面没有润湿，但在表面沾有水珠。
5级——受淋表面没有润湿，在表面也末沾小水珠。
织物表面抗湿性测定，是各种拒水整理织物中最常用的方法。
这种测定方法各国差不多都应用，这种方法常见代号有:ISO4920-1981(E)，AA TCC22-1977，BS3702-64以及GB4745-84(报批稿)等。
1.3 织物抗渗水性测定经调湿的试样在试样夹中，以试样的一面承受持续上升水压，以表示水透过织物所遇到的阻力，即抗渗水性。
在标准条件下(水是新鲜的蒸馏水或去离子水，温度为20±2℃或27±2℃，水压上升速率为10±0.5厘米水柱/分钟或60±3厘米水柱/分钟)，直到有三滴水珠渗出为止，以第三滴水珠出现时的水压为准，以厘米水柱表示之。
含氟整理剂拒水拒油原理
含氟整理剂拒水拒油原理
一、氟碳化合物
含氟整理剂的主要成分是氟碳化合物，其分子结构中的氟原子取代了碳原子上的氢原子，形成了具有极低表面能的分子。
这种分子结构使得含氟整理剂具有超低的表面能，使水滴和油滴在接触整理剂表面时产生“荷叶效应”，难以停留和渗透。
二、表面能低
由于含氟整理剂的表面能极低，其表面的分子间作用力非常弱，使得水和油无法在整理剂表面形成有效的润湿和附着。
水滴和油滴在接触整理剂表面时会形成球状，易于滚落和擦拭，从而保持表面的清洁和干燥。
三、氢键排斥
含氟整理剂的分子结构中，氟原子的电负性极强，能够与水分子中的氢原子形成强烈的氢键排斥作用。
这种作用使得水滴在接触整理剂表面时无法形成有效的附着，易于滚落和擦拭。
同时，这种氢键排斥作用也使得油滴难以在整理剂表面停留和扩散。
四、疏油性能
由于含氟整理剂具有超低的表面能，其表面的分子间作用力非常弱，使得油滴无法在整理剂表面形成有效的附着。
含氟整理剂的疏油性能非常好，能够有效防止油污的吸附和扩散，保持表面的清洁和光滑。
五、持久性
含氟整理剂的拒水拒油性能具有很好的持久性。
由于其分子结构的稳定性和可靠性，含氟整理剂在使用过程中不易受到外界因素（如紫外线、氧化等）的影响，不易发生化学变化和性能退化。
此外，含氟整理剂的加工工艺成熟稳定，能够确保其在实际应用中的持久性和可靠性。
总之，含氟整理剂的拒水拒油原理主要归功于其超低的表面能、氢键排斥作用以及良好的疏油性能和持久性。
这些优点使得含氟整理剂成为一种高效、环保、持久的整理剂，广泛应用于纺织品、皮革、纸张等材料的防水防油处理。
拒水拒油整理
表面张力 /mN·m1
72.8 41.8 33.5 28.9 28.4 13.2
名称
四氯化碳 丙酮 甲醇 乙醇 乙醚 －
表面张力 /mN·m1
26.9 23.7 22.6 22.3 20.1 －
3、拒水和拒油的条件
（1）表面张力
液体能否润湿固体表面，决定于固体的表面张力（SG） 和液－固的界面张力（SL）。
四、常见的拒水剂和拒油剂
拒水剂和拒油剂是一种具有低表面能基团的化合物， 整理织物时，在织物的纤维表面均匀覆盖一层拒水剂 或拒油剂分子，并由它们的低表面能原子团组成新表 面层，使水和油均不能润湿。
拒水剂：烷基（—CnH2n+1） 拒油剂：全氟烷基（—CnF2n+1）
主要有：吡啶化合物、有机硅类、有机氟类、亚乙 烯胺类等
2、拒油整理工艺
有机氟类化合物。
单独使用：原料价较高、拒水效果不够理想。
拒油剂与拒水剂混合使用：不会影响拒油性能，对拒 水效果、耐洗涤和耐干洗性都有提高。
工艺流程： 浸轧 烘干 焙烘 净洗 烘干
整理液： 有机氟FC-208
Velan PF 乙醇 醋酸钠 水
133g/L 80 80 26 至1000
3、纤维的化学组成和几何形状
润湿性由固体表面原子或暴露的原子团的性质和堆 集状态决定，与内部原子或分子的性质和排列无关。
气/固界面上低表面能的原子团及临界表面张力
表面组成
碳氟 化合物
碳氢 化合物
暴露的原子团
—CF3 —CF2H —CF2 —CF2— —CF2—CFH— —CH3 —CH2H —
临界表面张力c/ mN·m1 6 15 18 22 22 31
/mN·m1
200 水
拒水拒油整理
目录1、内容简介 (3)3拒水作用机理 (4)3.2拒水原理 (5)4、拒水拒油整理剂的种类 (6)4.1铝皂和锆皂 (6)4.2蜡和蜡状物质拒水剂 (6)4.3金属络合物 (7)4.4吡啶类拒水剂 (7)4.5 N一羟甲基化合物拒水剂 (8)4.6有机硅拒水剂 (8)4.7含氟拒水整理剂 (9)4.4.2丙烯酸酯类含氟拒水剂 (10)4.4.3短氟碳链型拒水剂 (11)5影响拒水拒油整理效果的因素 (11)5.1拒水拒油整理剂的结构对整理效果的影响 (11)5.2拒水拒油整理剂的用量对整理效果的影响 (12)5.3整理液pH值对整理效果的影响 (12)5.4 焙烘时间对整理效果的影响 (13)6测试标准及测试参数 (14)6.1拒水级别测试 (14)6.2耐水压性能测试方法 (15)6.3耐水洗测试 (15)6.4织物的透气性测试 (16)7存在的问题及解决方法 (16)7.1存在的问题 (16)7.2、发展方向 (16)7.2.1短氟碳链型拒水剂 (16)7.2.2含氟和其它表面活性剂的复配 (17)7.2.3含硅氟化物拒油整理剂的开发 (17)7.2.4纳米技术应用 (17)参考文献： (18)拒水拒油整理1、内容简介本文主要介绍了拒水拒油整理，分析了拒水拒油整理的现状，讲述了整理机理，以及一些拒水拒油整理剂。
同时分析了影响该整理的工艺因素，最后进行了性能测试方面的介绍。
提出了以后发展的方向。
2、拒水整理的发展和研究现状所谓的拒水拒油整理就是织物表面施加一种具有特殊分子结构的整理剂,改变纤维表面的组成,并以物理、化学或物理化学的方式与纤维结合,使织物不再被水或常用油类(如食用油、机油等)所润湿,所用整理剂被称为拒水剂或拒油剂拒水拒油整理剂实际上就是一种表(界)面活性剂,而表(界)面活性剂是一大类化合物,具有在界面上富集、显著改变界面性质的特点。
为满足特殊环境下作业的要求,拒水拒油整理纺织品的发展越来越迅速。
针织物的拒水拒油多功能整理
层 稳定 的气 体薄 膜 ，使 油和 水无
法 与材料 的表 面接 触［ ３ １ 。纳米粒子 高度分散在纱线之 间 、 维之 间和 纤 纤维表面 ，它们 与有机氟树脂 、 黏 合剂 在纤 维表 面形 成一 层 很薄 而 致 密 的膜 ，阻止 了油 污 的进一 步
化工 艺 ） 待测指 标。 一
配 置工 作液一 室 温 二浸 二 轧 （ 浸渍 １ ｉ，轧余率７ ％～ ０ 一 ｎ ｍ ０ ８ ％）
预 烘 （０ １０℃ ， ｍｎ 一 焙 烘 （ 优 １ ｉ） 按
的表 面性能 ，使纤 维 的 表面 张力
低 于 油 的表 面 张力 。水 的表 面张 力 远 大于 油 的表面 张力 ，所 以织 物获 得拒 油 的性 能后 自然也 就 有 了拒 水 的性能 。利 用有 机 氟树 脂 对织 物进 行拒 水 拒油 整 理 ，是 在 织物 表面引 人表面能很 低 的—ＣＦ １ 基 团 。有机 氟化 合物 中起拒 水拒 油作 用 的是全 氟烷基 （ － 。， ＿Ｃ ）
高 ， 透气性有所下降。 但
关键 词 ： 纳米材料 ； 拒水 ； 拒油 ； 有机 氟树脂 ； 针织物 ； 整理
中图分类法 ：Ｓ ９ ． Ｔ １５５ ７ 针 织物 具有 柔 软 、 舒适 、 弹性 文献标识 码 ： Ａ 文章编号 ：００ ４ ３ （Ｏ ６ ０ — ０ ３ ０ １０ — ０ ３ ２ Ｏ ）７ ０ ４ — ３ 重 ２０ｇ ； 棉法 式罗 纹 ，８ｔ ， ０ ｍ２ ］ 涤 １ ｘ ｅ 克重２ ０ｇ ２ ０ ／ ；涤 纶 单 面 网眼 布 ， ｍ
又保持其原 有的性能 ， 为一个重 成
要 的研究课题 。
３ 型烘箱 、 Ｅ 防水性 能仪 、 Ｇ ９ — Ａ Ｙ ９ １６
型 电子织物强力机 ， Ｇ Ｂ ４ １ 型 Ｙ （ ）６ Ｄ
Chemical Finishing of Textiles-拒水拒油整理部分的翻译
6.1 引言拒水、拒油和拒干灰尘整理对于各种纺织品市场——衣服、住宅和工业纺织品都是很重要的。
拒水性可通过使用不同的产品种类获得，但是拒油性只能通过氟碳高聚物来实现。
改进后的整理剂具有种类繁多的性质来满足客户的不同需求和预期使用目的。
这是化学整理中最有趣的新进展之一。
最早的整理是拒水整理，这种整理的目的是不言而喻的。
水滴不应该在纺织品表面铺展，不应该润湿织物，水滴应该停留在表面且容易滴落[1-3]。
同理，拒油整理应该防止油性液体浸润待处理的纺织品。
以类似的方式，抗污整理应该防止干燥的和潮湿的污物。
就一切情况而论，整理后织物的透气性不应该大幅度降低，防水处理将不会被彻底覆盖。
在第一滴水渗透到织物中之前，防水织物需抵挡来自至少一米高的外露水柱所产生的静水压[5，6]。
事实上，这主要源自衣料涂层具有硬挺整理、缺乏透气性和透湿性的劣势，结果导致穿着不舒适。
除所需的排斥作用之外，在拒水拒油整理中经常发现其他不良的织物性质，这些性质包括静电、水洗中差的去污效果、过度硬挺织物、水洗过程中发灰色（污物再沉积）和可燃性的提高等问题。
织物的一些性质经常因拒水拒油整理而改良，这些整理包括更好的耐久压烫性、更快速干燥和熨烫以及增强抵抗酸、碱和其他化学品的能力。
表6.1列出了拒水拒油面料的典型织物应用和判定标准。
表6.1拒水拒油整理中典型的织物和其判定标准，根据Lammermann。
[10]织物品种OR WR DS SR CF AS H P 运动服，休闲服+ +++ 0 + + + +++ ++ 制服，工作服+++ +++ ++ +++ + + ++ +++家具装饰用品+++ ++ +++ ++ +++ +++ + + 和汽车面料帐篷布，百叶+ +++ +++ 0 0 0 0 + 窗，窗帘布桌布和床单+++ ++ ++ +++ +++ 0 + +++ 地毯++ ++ +++ 0 0 ++ 0 + 拒油性=OR，拒水性=WR，干污物=DS，去污性=SR，耐磨牢度=CF，抗静电性=AS，手感=H，耐久性=P。
拒水整理
1拒水整理工艺目前，织物的拒水整理按其拒水的耐久性，可分成不耐久、半耐久和耐久性三种，主要取决于拒水剂本身的化学结构。
虽然，不耐久和半耐久的拒水整理织物在市场上仍占重要地位，但其应用领域在不断缩小，为此，以下仅就耐久性拒水整理工艺作简单介绍。
(1)吡啶类拒水剂吡啶衍生物作为拒水剂，开创了耐久性拒水整理的新纪元。
它首先由英国ICI公司于1937年以Velan PF为商品牌号推荐于世的，在四、五十年代享有很高的声誉。
近年来，可能由于整理时会放出有毒气体(指吡啶)的关系，它的应用已显著地减少了。
Velan PF的化学名称是硬脂酸酰胺亚甲基吡啶氯化物，其分子式如下，Velan PF在整理过程中能与纤维素反应，生成纤维素醚，其反应如式(14)所示:在整理时，不可避免地会生成副产物亚甲基二硬脂酸酰胺[(C17H35CONH)2CH2]扣附着在纤维上，使Velan PF的拒水耐久性受到一些影响。
由此可知，在Velan PF整理过程中，有氯化氢和吡啶释出，在处方和设备两方面都要予以注意。
兹将棉织物用Velan PF整理的工艺流程、处方和注意事项叙述于下:工艺流程二浸二轧(40℃，轧液率70%)→烘干(＜100℃＝→焙烘(150℃/3分钟或120℃/5～10分钟)→皂洗(肥皂2克/升，纯碱2克/升，50℃)→水洗→烘干处方(克)Velan PF 60酒精60水(45℃) 250/溶解(A)醋酸钠(结晶) 20水(40℃) 250/溶解(B)将化好的B徐徐加入A中，最后补充水至1升整理时，工艺上应注意:①VelanPF配制的工作液，遇硫酸盐、磺酸盐、硼酸及其盐、纯碱、磷酸钠和氢氧化钠等会影响其稳定性，但对氯化物则无妨。
②VelanPF在热处理时会放出难闻的吡啶气体，故烘干时不宜超过100℃，高温焙烘时，一定要注意焙烘机的排风量，最好在织物进出口处装吸风罩，以减少吡啶气体散逸，以免影响环境卫生。
③织物经焙烘后，务必经充分皂洗和净洗，以保证产品上能清除吡啶和肥皂等洗涤剂。
拒水拒油剂
“ＰＡ ＲＡ Ｇ Ｕ Ａ Ｒ Ｄ “ＰＡＲＡＧｕＡＲＤ Ａ Ｆ ２
ＰＦｏＡ作为不纯物质产生，在药剂中也会有微 量残存。２０００年，ＰＦｏＡ对人体的积累性在美 国引起担忧．２００６年美国环境保护局ｆ ＥＰＡ）
发布了ＰＦＯＡ的自主削减程序。世界中８家主要 的氟素化学厂商（旭硝子公司、３Ｍ，ＤＹＮＥＯＮ 公司、ＡＲＫＥＭＡ公司、大金工业公司、Ｄｕｐｏ ｎｔ 公司、ＣＩＢＡ ＳＰＥＣｌＡＬ ＴＹ ＣＨＥＭｌＣＡＬＳ公司、 ｃＬＡＲｌＡＮＴ公司、ｓ０ＬｖＡＹ ｓ０ＬＥｘｌｓ公司｝参
ＥＳ”｛爱吉Ｅ
系列）．从２００６年开始销售。同年１月该公司在 千叶Ｔ厂内设置了大型的专用设备。大金工业 公司则以“ｕＮｌＤＹＮＥ
ＭｕＬＴ
像这样．不台ＰＦｏＡ的拒水拒油剂除了性能 以外还有成本问题。拒水拒油剂被广泛应用在 运动服装、Ｔ装、校服、大衣等服装中，作为 赋予服装功能’性的药剂被大量使用。为此．如 何消除这些问题将是材料厂商的巨大课题。而
该公司认为在ｒ性能方面也达到了以往产品
Ａ Ｆ
其中“ＰＡ
２０ｗ”、
同等的水平，出于对环境保护的重祝．推进品
种的转换。
“ＰＡＲＡＧｕＡＲ０
ＡＦ一２００”是不需同时使用架
万方数据
拒水拒油剂
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 纺织服装周刊 TA WEEKLY （TEXTILE&APPAREL WEEKLY） 2010(39)
“ＰＡＲＡＧＵＡＲＤ ＡＦ一２００”、 “ＰＡＲＡＧＵＡＲＤ
剂。总经销商是明咸化学工业公司。
低如何把性能提高到和含ＰＦｏＡ商品相等的水 准成为课题”。开发根据各个品种而有差异。 用于运动服装的需要有高度的耐久性的面料，
以及需要有均匀深色的校服等的难度较高．在
拒水拒油及防污整理
高温时会释出吡啶而形成十七烷基纤维素醚。 为了避免在反应中释出的盐酸对纤维素纤维的损伤作用。用醋酸 来代替盐酸与十八烷醇起作用得到十八烷基氧甲撑吡啶醋酸 酯．它与纤维素起反应得到十八烷基氧甲撑纤维素醚。
为了避免在反应中释出的盐酸对纤维素纤维的损伤作用。用 醋酸来代替盐酸与十八烷醇起作用得到十八烷基氧甲撑吡啶 醋酸酯．它与纤维素起反应得到十八烷基氧甲撑纤维素醚。
拒水剂外观为清澈透明或稍带绿色的浓稠液体，阳离子性。 合成工艺路线为：三氧化铬、盐酸、异丙醇→还原→络合→冷却 →混合→成品 CR可用于棉麻丝毛以及合纤织物的拒水整理，也可用于玻璃纤 维、皮革、纸张的拒水整理。这种整理耐多次干洗和水洗(低于 45℃ )，属透气性防水、此外兼有柔软、透气、防霉、防污及不 “粉化”的特点。
拒水整理
根据拒水耐洗涤性，可将拒水整理分为非耐久、半耐久和耐久性 整理。 按标淮方法洗涤， 耐久性防水：洗涤30次以上，仍有一定防水效果， 半耐久性防水：耐洗5－30次； 非耐久性防水：耐洗5次以下。
非耐久性拒水整理
石蜡金属盐法：最适用且加工方便的是石蜡铝皂法，分为一 浴法和二浴法 一浴法： 将醋酸铝和石蜡肥皂乳液混在一起使用。为避免破乳发生沉 淀，在乳液中要预先加入保护胶体，如明胶等
纤维素 OH
+
N OH37C18 纤维素
+
C5H5 H3C
COO
-
+
CH3COOH
+ C5H5N
WH37C18ONH H2N W
OH37C18
O
+
与羊毛反应得到：
OH37C18
拒水、拒油与防水、防油有何区别？
拒水、拒油与防水、防油有何区别？
技术支持：广州庄杰化工有限公司
采购咨询：壹叁捌贰玖柒零陸陸陸壹（雷小姐）
拒水剂、拒油剂习惯上也称为防水剂和防油剂，但拒水、拒油与防水、防油在本质上是不同的两种概念，拒水剂、拒油剂是一种具有特殊分子结构的整理剂，能改变纤维表面层的组成，使水和油不易在织物表面展开。
整理后的织物的纤维间或纱线间仍保存着大量的空隙，这样织物扔保持良好的透气透湿性，不会恶化织物的手感和风格，有助于人体皮肤和服装之间微气候调节，增减穿着舒适感，适用于服装面料。
而防水、防油剂则是一种能成膜的物质，整理后通过在织物表面形成一层不透水、不溶于水的连续薄膜来赋予织物防水、防油性，如橡胶等借物理方法阻挡水、油的透过，以致经防水防油整理的织物往往不透气和不透湿，手感也比较粗糙，一般只用于室外的通过涂层整理得到的防雨材料、遮阳材料，如雨衣、雨伞、帐篷、篷布等。
第五章拒水拒油
• • • • •
1、铝皂和锆皂 2、蜡和蜡状物 3、高分子树脂类拒水整理剂 （二）耐久性拒水整理 为了使织物具有耐洗涤性、耐干洗性的耐 久拒水性，拒水剂必须能和纤维的官能团 发生化学反应而彼此牢固地结合，从而发 展了反应性拒水剂。
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1、脂肪酸的铬络合物 2、吡啶季铵盐类防水剂 3、N-羟甲基化合物类拒水整理剂 （三）其它反应性拒水剂 除了吡啶和羟甲基化合物以外，还有其他 化学反应性拒水剂，以共价键和纤维反应， 并产生耐久性的拒水效果。
第四节 纺织品拒水拒油性能测试
• 一、拒水性能 • （一）拒水级别测试
图5-4 沾水实验
图5-5 标准沾水等级
• • • • •
（二）耐水压性能测试 （三）织物耐水洗性测试 （四） 织物的透气性测试 二、拒油性能 三、易去污性能
思考题
• 什么是荷叶效应？具有拒水自洁的织物应 具备的条件是什么？
• 二、有机氟拒水、拒油、防污整理 • 含氟化合物不仅具有拒水性，而且对表面 张力低的各种油类还具有拒油性，有机氟 类整理剂与其它整理剂的整理效果比较见 表5-4。
• 总之，这类含氟整理剂与有机硅类和烃类 整理剂相比，在表面活性、拒水性、拒油 性、拒污性、耐洗性、耐热性和耐腐蚀性 等方面有着不可比拟的优点。在防水性方 面，其耐洗性比有机硅防水剂高10倍以上。 由于有机氟化合物可以赋予纺织品以优异 的性能，因此从它问世以来，发展极为迅 速。
• （二）高分子成膜物 • 1、聚丙烯酸类 • 聚丙烯酸类易去污整理剂，能在纤维上形成稳定 而弹性的薄膜，赋予纤维以平滑的表面，从而使 纺织品具有易去污性，另外，其对纤维材料具有 亲和力，因此耐洗性好， • 2、聚乙二醇型 • 聚乙二醇与聚乙二醇对苯二甲酸酯的嵌段共聚物， 也是一种性能优良的易去污整理剂。
拒水拒油纺织品
• 2. 超细纤维在拒水拒油纺织品中的应用
用超细纤维制作的超高密织物，纤维间的空隙可水滴和水蒸 汽之间ห้องสมุดไป่ตู้拒油防水透气的效果
3. 荷叶效应在拒水拒油纺织品中的应用
滴于荷叶表面的水不能渗透荷叶，而只能形成水珠 顺荷叶表面滑落，成为荷叶效应，荷叶效应的原因 在于其表面微观结构和纳米结构，不在于化学成分 高度拒水自洁织物需具备： （1）纤维表面具有最基本的拒水性能 (2) 织物具有粗糙的表面
第五章 拒水拒油纺织品
• 1. 概述
• 2. 拒水拒油原理
• 3. 拒水拒油纺织品生产
• 4. 纺织品拒水拒油性能整理
第一节 概述
• 1. 拒水拒油整理剂的发展概况 拒水拒油性能的纺织品由于良好的耐污性 而成为主要的发展方向
■19世纪初，铝皂和石蜡乳液拒水整理，拒水性好、不耐洗 涤 ■ 20世纪30年代，发展了一端具有反应性基团的长链拒水 剂，具有持久的拒水性 ■ ■ ■ ■ 40年代，络合型拒水剂，自身呈深绿色，发展受限 1947-1948年，有机硅拒水剂，优异的耐气候性 含氟拒水整理剂 … … …
3. 纳米技术在拒水拒油纺织品中的应用
• • • • 小尺寸效应 表面效应 量子尺寸效应 量子隧道效应
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• 三、防污、易去污整理
• 一般来说，防污整理并不特别困难，只需在树 脂整理时加入合适的添加剂即可达到目的，这种 具有防污性能的添加剂就称为防污整理剂。
• 织物整理主要用耐久性或半耐久性防污剂。
• （一）交联固着型防污剂
• 这类防污剂本身和纤维、织物并无结合能力， 但可和树脂整理剂或交联剂合用，因交联作用而 固着于纤维上，从而增进防污的耐久性。
• 除了吡啶和羟甲基化合物以外，还有其他 化学反应性拒水剂，以共价键和纤维反应， 并产生耐久性的拒水效果。
• 二、有机氟拒水、拒油、防污整理
• 含氟化合物不仅具有拒水性，而且对表面 张力低的各种油类还具有拒油性，有机氟 类整理剂与其它整理剂的整理效果比较见 表5-4。
• 总之，这类含氟整理剂与有机硅类和烃类 整理剂相比，在表面活性、拒水性、拒油 性、拒污性、耐洗性、耐热性和耐腐蚀性 等方面有着不可比拟的优点。在防水性方 面，其耐洗性比有机硅防水剂高10倍以上。 由于有机氟化合物可以赋予纺织品以优异 的性能，因此从它问世以来，发展极为迅 速。
• 一、一般拒水整理 • （一）暂时性防水整理
•
• （二）耐久性拒水整理
• 为了使织物具有耐洗涤性、耐干洗性的耐 久拒水性，拒水剂必须能和纤维的官能团 发生化学反应而彼此牢固地结合，从而发 展了反应性拒水剂。
• 1、脂肪酸的铬络合物 • 2、吡啶季铵盐类防水剂 • 3、N-羟甲基化合物类拒水整理剂 • （三）其它反应性拒水剂
第三节 拒水拒油纺织品生产
• 拒水整理使用的拒水剂主要有以下几种类型：① 石蜡一铝皂乳液；②吡啶季胺盐和硬脂酸铬络合 物；③羟甲基三聚氰胺衍生物；④有机硅型化合 物及⑤有机氟系列化合物等。其中，有机氟化合 物的拒水、拒油、防污性能优异。近年来，随着 有机氟工业的发展，有机氟精细化学品和含氟功 能性高分子材料已经成为新型氟精细化学品代表 之一。
• （二）高分子成膜物
• 1、聚丙烯酸类
• 聚丙烯酸类易去污整理剂，能在纤维上形成稳定 而弹性的薄膜，赋予纤维以平滑的表面，从而使 纺织品具有易去污性，另外，其对纤维材料具有 亲和力，因此耐洗性好，
• 2、聚乙二醇型
• 聚乙二醇与聚乙二醇对苯二甲酸酯的嵌段共聚物， 也是一种性能优良的易去污整理剂。
第五章 拒水拒油纺织品 第一节 概述
一、拒水拒油整理剂的发展概况 二、超细纤维在拒水拒油纺织品中的应用 三、荷叶效应在拒水拒油纺织品中的应用 四、纳米技术在拒水拒油纺织品中的应用
• 第二节 拒水拒油原理 • 一、拒水机理
• 织物的润湿就是使水或溶液在织物表面迅 速展开。一滴液体滴在固体表面上，会受 到液体和固体表面张力
σL
液体
θ
σ LS
固体
θ β θα
水平
• 二、拒油机理
• 拒油整理的机理与拒水整理的机理极为相似， 但是两者的要求不同。拒水整理后，要求织 物能抗拒一定压力水的透过，因此水不能润 湿织物，其接触角应大于90°；而拒油整理 仅要求织物在遇到油时,油在其表面不铺展， 此时接触角大于零即可。
• （分别用σL和σS
• σS=σLS+σLcosθ
• 在拒水整理中可将液体（水）的表面张力（σL）看作常数。 从拒水要求来看，若0°＜θ＜90°，则液滴部分润湿该固体 表面；若θ＞90°，则不能润湿固体表面，液滴在固体表面上 成珠状。θ越大，润湿性越差；若θ＝0°，则液滴在固体表面 扩散(铺展)，固体被液滴完全润湿。接触角θ越大越有利于水 滴滚动，另一方面，织物拒水性能的好坏也表示了水滴从织 物表面离去的难易，可用水滴在倾斜或粗糙的固体表面形成 接触角来说明（见图5-2）。后退接触角越大，水滴就越容易 从表面脱离，即防水性能越好。
第四节 纺织品拒水拒油性能测试
• 一、拒水性能 • （一）拒水级别测试
图5-4 沾水实验
图5-5 标准沾水等级
• （二）耐水压性能测试 • （三）织物耐水洗性测试 • （四） 织物的透气性测试 • 二、拒油性能 • 三、易去污性能
思考题
• 什么是荷叶效应？具有拒水自洁的织物应 具备的条件是什么？
• 3、含氟防污、易去污整理剂
• 含氟整理剂处理后的合成纤维织物一旦污染，其污 物不易洗去。原因在于整理织物表面自由能极低， 即使在表面活性剂存在下也难被水润湿。为使含氟 整理剂具有拒污和易去污双重功能，通常采取加入 改性基团或改性共聚物的方法，将亲水性基团引入 其中，这类含氟整理剂分子结构中除含全氟烷烃的 疏水链之外，同时存在羟基、羧基或聚醚等亲水性 链段，疏水性的含氟基定向分布纤维表面上，而亲 水链处于其下层，故表现出拒油拒污性；洗涤时， 在表面活性剂作用下，亲水链定向排列于纤维表面 上，疏水链分布于下层，从而改善了织物润湿性， 使附着污物易脱落。烘干时，亲水链段脱水，氟碳 链段重回原位置，整理剂再度呈现良好的拒污性。
• 三、防污、易去污机理 • 防污整理包括防油污（不易沾油污），沾污后易洗除（易
去污），洗涤时不发生再污染（防再沾污）和防止产生静 电，不易吸尘（抗静电）。为使织物达到防污目的，必须 通过三个途径来完成，即防油污整理，易去污整理和抗静 电整理。 • 为使织物具有防污性能，一般有三种方法，即上浆法、薄 膜法、纤维化学改性法。 • 上浆法是在织物表面形成浆料的防护层。这种防护层在洗 涤时全部或部分松开，促使吸附的污垢除去，达到容易清 洗的目的。这种防污作用不耐久，属暂时性防污整理。 • 薄膜法是使用高分子化合物在纤维表面生成耐洗的、亲水 性的薄膜，促进纤维在洗涤时的润湿性，有助于清除附着 的污垢。 • 纤维化学改性法是将棉和合成纤维进行化学改性以改善防 污性能，例如，将棉进行接枝引入阴离子型支链化合物或 非离子型疏水性物质（如苯乙烯等），在锦纶、涤纶表面 接上非离子型亲水性聚氧乙烯基，都能促使防污性能有显 著改善。