功能整理1-6 习题

功能整理:使织物具有某些特殊性能的整理加工过程称为功能整理。

拒水、拒油整理:在织物上施加一种具有特殊分子结构的整理剂，改变纤维表面层的组成，并牢固地附着于纤维或与纤维化学结合，使织物不再被水和常用的食用油类所润湿，这样的整理称拒水拒油整理。所用的整理剂为拒水剂或拒油剂。

余燃:燃着物质离开火源后，仍有持续有焰燃烧

阴燃:燃着物质离开火源后，仍有持续的无焰燃烧

极限氧指数（LOI）:在规定的试验条件下，使材料保持燃烧状态所需氮氧混合气体中氧的最低浓度。

损毁长度:在规定的试验条件下，在规定方向上材料损毁面积的最大距离

阻燃:指降低材料在火焰中的可燃性，减缓火焰蔓延速度,当火焰移去后能很快熄灭，减少燃烧

卫生整理:通过化学键合、化学粘合、吸附及非极性范德华力结合等作用，使卫生整理剂固着在纤维或织物上，从而使织物获得所需要的抗菌防臭、抑菌、防霉等性能的加工过程。

1、试分析拒水整理和防水整理的区别，对纺织品服用性能各有什么影响？

a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。

b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。

2、讨论液体对固体表面的粘附功与液体和固体表面的性质的关系，分析拒水-拒油整理原理，说明拒水-拒油条件

答：杨氏方程式：γSV=γSL+γLVcosθ；cosθ=(γSV-γLS)/γLV

式中：γSv--固体表面张力，mN/m；γSL--固液界面张力，mN/m；γLV--液体的界面张力，mN/m。

接触角与润湿的关系：

当θ=0°时，液滴在固体表面完全铺平，表示固体表面被液滴完全润湿；

当θ=180°时，液滴为圆珠型，这是一种理想的不润湿状态；

当θ＞90°时，固体表面已有拒水或拒油效果。

拒水拒油的条件是：固体的表面张力γsv必须小于液体的表面张力γlv。

3、脂肪烃类拒水剂要达到较好的拒水效果，碳原子数必须在16以上，而有机硅类拒水剂中的疏水基是甲基，为什么有机硅类拒水剂具有优异的拒水性能？

答：疏水性脂肪烃类化合物γc为30mN/m左右；有机硅整理剂γc为24mN/m左右；●织物拒水，表面张力必须小于53mN/m；●织物拒油，表面张力必须小于20～30mN/m。临界表面张力γc的物理意义：只有表面张力低于γc的液体，才能在该固体表面铺展，而表面张力高于γc的液体，则在固体表面形成不连续的液滴，其接触角大于零。

4、常见的拒水拒油整理剂的类型。

目前常用的拒水剂主要是有机硅和含氟化合物;拒油剂则是含氟化合物。

1、铝皂法

2、金属络合物

3、吡啶类拒水剂

4、N-羟甲基化合物

5、有机硅整理剂 7.含氟化合物拒水拒油剂

5、说明含氟拒油剂结构通式中各部分的作用。

含氟拒水拒油整理剂的结构组成

(Ⅰ)氟碳链部分(Rf):含氟整理剂的主体，对降低纤表张力，起到拒水拒油作用的关键部分。其拒油性随着(Rf)中碳原子数的增加而提高，Rf链碳原子数在7—10左右；

(Ⅱ)(甲基)丙烯酸酯类:可赋予整理剂以拒水性、成膜性和柔软性。

(Ⅲ)为硬性单体:可赋予整理剂与纤维的粘合性、耐磨性、耐溶剂性和耐洗涤性。

(Ⅳ)功能性单体:交联性单体（如异氰酸酯基等），可以与纤维发生交联或自交联反应成膜，赋予整理织物以耐久性。或含磷化合物，赋予整理织物以阻燃性。或含聚氧乙烯醚、丙烯酸、磺酰基等亲水基团的单体，可赋予整理织物以易去污性能。如果在分子中引入硅氧烷与氟碳链嵌段共聚，可获得柔软型拒水拒油剂。

6、测试织物拒水性方法有哪些？

沾水性测试耐静水压性能的测试吸水性实验

7、简述纤维素纤维有焰燃烧和无焰燃烧根源，说明纤维素纤维阻燃整理途径

纤维素的燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧（阴燃）

有焰燃烧主要是纤维素热裂解时产生的可燃性气体或挥发性液体的燃烧

这两个反应相互竞争，始终存在于纤维素裂解的整个过程中。

而阴燃则是固体残渣（主要是碳）的氧化

有焰燃烧所需温度比阴燃要低得多

纤维素纤维的热裂解过程可以分为三个阶段，即初始裂解阶段、主要裂解阶段和残渣裂解阶段。

热裂解过程:分为两个方向;一个方向是纤维素脱水炭化，产生水、二氧化碳和固体残渣；另一个方向是纤维素通过解聚生成不挥发性的液体左旋葡萄糖，左旋葡萄糖进一步裂解，产生低分子量的裂解产物，并形成二次焦炭。在氧的存在下，左旋葡萄糖的裂解产物发生氧化，燃烧产生大量热，又引起更多纤维素发生裂解。

非耐久性阻燃整理:可用于某些少洗或不洗的织物。硼酸-硼砂、磷酸、铵盐，金属盐类。

半耐久性阻燃整理: 这类阻燃剂包括含磷阻燃剂和不溶性金属盐阻燃剂。

耐久性阻燃整理

纤维素纤维的阻燃机理：对于纤维素纤维织物来说，所用的阻燃剂大多是含磷化合物。

当受热时纤维素首先分解释出磷酸，受强热时磷酸聚合成偏磷酸进而再缩合成聚偏磷酸。它们都是强烈的脱水催化剂，促使纤维素炭化，抑制可燃性裂解产物的生成，从而起阻燃作用。

磷酸和聚磷酸也可使纤维素磷酰化，特别是在有含氮物质存在的情况下更易进行。纤维素磷酰化（主要是纤维素中的羟甲基上发生酯化反应）后，使吡喃环易破裂，进行脱水反应。形成的焦炭层物理上起着隔绝内部聚合物与氧的接触，使燃烧窒息，同时焦炭层导热性差，使聚合物与外界热源隔绝，减缓热分解反应。脱出来的水分能吸收大量潜热，使温度降低。这是磷化物的凝聚相阻燃机理。

磷化物在气相也有阻燃作用。阻燃纤维素裂解后的产物中有PO·自由基，同时火焰中氢原子浓度大大降低，表明PO·捕获H·。

8、分析涤纶纤维的燃烧性能，讨论常用阻燃剂阻燃机理？

a涤纶:受热分解时产生大量的可燃性物质、热和烟雾。在受热初期，分子中生成环状低聚物，再通过脱羧生成苯甲酸、酸酐和二氧化碳或者苯等，乙烯基酯分子链之间生成环烯状交联结构，同时还可以经过进一步的降解直接生成小分子的酮类物质、一氧化碳、乙醛、酸酐等，依然可能产生活泼的自由基。

b由于聚酯纤维是大分子链的高分子聚合物，又缺乏反应性基团，所以只能用吸附固着或热熔固着的整理方法。

常用磷系阻燃剂或溴系阻燃剂进行阻燃整理。

涤纶纤维织物的阻燃剂大多是卤素(溴系)和磷系阻燃剂。

卤素类阻燃剂主要是通过阻燃剂受热分解生成卤化氢等含卤素气体，一方面在气相中捕获活泼的自由基，另一方面由于含卤素的气体的密度比较大，生成的气体能覆盖在燃烧物表面，一定程度上起到隔绝氧气与燃烧区域接触的作用。溴类阻燃剂的作用比氯类要