防皱整理

防皱整理1引言防皱整理最早是用于对纤维素纤维的加工。

纤维素纤维特别是棉织物，具有很多优良的性质，但却存在着弹性较差的缺点，不像毛织物在服用过程中，能保持平挺的外观，于是便出现了提高织物从折皱中回复原状能力，以模仿毛织品弹性为主要目的的折皱整理。

织物从折皱中回复原状能力的衡量方法很多，例如取一定尺寸的矩形布条，使之对折，并用重锤压一定时间，然后去压，并设法使折缝两侧的一-翼与地面保持垂直，待回复一定时间后，测定折缝两翼间的夹角，称为折皱角或回复角，也有用回复角或两翼间最大距离对180°，或试样原长的百分率来表示织物的防皱性，称为回复度。

织物的回复角越接近180°或两翼间的距离越接近试样原长，防皱性越好。

由于合成纤维的迅速发展，在衣用织物中所占比重也日益增大，除了具有洗后不易起皱的特性外，对经一定温度压烫后的服装所产生的折缝，也不会因为洗涤而消失。

为了使棉织物能具有合成纤维织物的这种优良性能，于是在防皱整理的基础上，进一步发展了棉织物免烫（或称“洗可穿”）和耐久压烫（简称PP或DP）整理。

天然蛋白质纤维如蚕丝和羊毛织物的弹性，虽然都比纤维素织物优良很多，但是与合成纤维的织物相比，不论是真丝织物还是羊毛织物在湿弹性和耐久定型性能，以及湿、热条件下的防皱性都不如合成纤维。

因此，近20年来，对真丝织物的免烫整理和羊毛织物的防皱和耐久压烫整理，进行了较多的研究。

2折皱形成的原因织物上折皱的形成，可以简单的看作是由于外力使纤维弯曲变形，放松后未能完全复原所形成。

纤维的弯曲可看作与直棒的弯曲一样，中心区域不受影响，外层受到拉伸，而内层受到压缩。

纤维内个区域，随所受应力的不同而发生不同程度的拉伸或压缩变形。

拉应力和压应力的方向相反，但导致纤维中基本结构单元的变化是相似的。

当外力除去后，随纤维的品种，外力的大小和作用时间的长短，而有不同程度的回复。

经过研究发现纤维从弯曲状态中的回复性能，与它的拉伸回复性能有这某种对应关系。

织物的防皱性高低，便可近似地以纤维的拉伸应力－应变性能来衡量，而纤维的应力－应变性能，则与纤维的化学结构和超分子结构有关，也就是说，织物的防皱性主要决定于纤维的本性。

当然纤维的其他因素如长度、细度、卷曲度等，以及纱线和织物的结构，都对织物的防皱性有一定的影响。

纤维素纤维的侧序度较高区域中存在的氢键，在受到外力作用时，能共同承受外力的作用，一般只发生较小程度的变形，若要使其中的某大分子与相邻的大分子分离，必须有足够的应力，以克服其间的所有的分子间引力，因此在侧序度较高部分发生分子间移动的机会是极少的（不超过弹性极限），也就是说由这部分提供的形变是普弹形变。

在侧序度较低区域中存在的氢键，它们在经受外力作用时，并非同时受力，而是沿着外力的方向，先后受到外力的作用而变形，并随氢键强度的不同，逐渐发生键的断裂和基本结构单元的相对位移，也就是说纤维中侧序度较低的区域除产生普弹形变外，还可以产生强迫高弹形变和永久形变。

在纤维受到拉伸时，由于纤维素分子上由很多极性羟基，纤维素大分子或基本结构单元取向度提高或者发生相对移动后，并能在新的位置上形成新的氢键。

OH OHOHOH当外力除去后，纤维素分子间为断裂的氢键以及分子的内旋转，有使系统拉回至原来状态的趋势，但因在新的位置上形成的新氢键的阻滞作用，使系统不能立即回复，往往要推迟一段时间，形成蠕变回复。

如果拉伸时分子间的氢键的断裂和新的氢键形成已达到充分剧烈的程度，使新的氢键有相当的稳定性时，则蠕变回复速度较小，便出现所谓的永久形变，这就是造成折皱的原因。

实际上，在一般情况下，也可以认为折皱主要是由回复速率很慢的缓弹形变所造成。

如果将已经被拉伸而具有某种程度永久变形的纤维，经过加热和溶胀处理后，会使纤维中部分分子键的吸引力减弱，从而减小新氢键的阻滞作用，有利于回复。

为了提高纤维素纤维的弹性性能，普遍采用在纤维素大分子或基本结构单元间进行适当共价交联的防皱整理方法，实际上是一个提高纤维素纤维弹性模量的方法。

2防皱的原理 2.1树脂沉积理论防皱整理的早期，多采用U-F,M-F 为整理剂，由于它们都是多官能团化合物，初缩体进一步缩聚后就有形成网状结构缩聚物的可能，因此认为这种整理剂处理到织物上去，经焙烘后会在纤维内部形成网状结构的树脂，沉积在纤维的无定形区。

沉积的树脂通过物理－机械作用，改变了纤维素纤维中大分子或基本结构单元的相对移动性能，也就是说靠机械摩擦作用或氢键，改变了纤维的流变性能。

2.2共价交联理论有人认为这些整理剂固然可以自身缩聚，但也不能排斥与纤维素上的－OH 基发生反应的可能，何者居多，是一个反应速率问题。

织物防皱性的提高，也可能是由于在纤维素大分子或基本结构单元间生成共价交联的缘故。

在DMEU 出现以后，这种理论就更令人信服，因为DMEU 是双关能团化合物，进一步缩聚有只可能生成溶于水的线性分子。

同时，通过红外吸收光谱，电子显微镜和其他实验，证明了整理剂和纤维大分子间的共价交联。

DMEU 可能是以单分子或线型缩聚物，在纤维素分子链或基本结构单元间生成共价交联。

CCH 2H 2CO N N CH CH 2OO纤维素纤维素nn ＝1时，即单分子 交链从而使纤维在形变过程中，由于氢键拆散而导致的不立即回复的形变减少，也就是使纤维从形变中的回复能力得到提高。

目前交联理论已被广泛的接受，当然也必须指出，并非只有共价交联才能提高织物的防皱性。

无论是哪一种理论来解释，都有一个共同点，就是经过整理后纤维素的弹性模量是提高的，即比未处理的纤维难变形，而且有较高的弹性。

2.3防皱整理剂的分类一般能与纤维素的羟基反应而生成交联的化学品，可用于纤维素及其混纺织物防皱整理，而能与纤维素羟基起交联作用的化学品种类很多，但是要在织物防皱整理上应用，还必须具有以下特点：○1初缩体分子量不易过大，一般分子长度不超过5nm ，当初缩体分子量较小时，易于向纤维内部渗透。

当初缩体分子量大时，不易向纤维内部渗透，而与纤维进行交联反应，易形成表面树脂影响整理效果；○2初缩体分子结构上，具有易于纤维素羟基反应的官能团及适当的链长，本身稳定，不易分解和自缩反应。

与纤维素反应交联稳定性良好；○3初缩体与催化剂及其他的助剂有较好的相容性，以使它们共存与整理液中；○4溶解性良好，与催化剂及其他整理剂同浴使用稳定性好；○5本身无毒，无臭，对人体皮肤无刺激作用；○6整理后能使织物具有防缩，防皱效果，而织物的强力、耐磨度下降率在允许范围内；吸氯性小，织物吸氯泛黄度和吸氯强力损失率低；○7整理后有耐洗效果；○8整理不影响织物的色泽和染色牢度；○9原料价廉，易得，来源丰富。

防皱整理剂可按树脂类型分类，也可以按防皱整理剂结构进行分类。

按树脂类型分类有热固性和热塑性之分，但以热固性树脂为主。

如脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、硫脲树脂、环氧树脂等，实际上都是树脂单体的初缩体（Pre－Condensate）。

这些初缩体能溶于水或溶剂中，渗透到纤维内部以后，再经高温焙烘，就能和纤维素纤维的分子进行交联反应，或在纤维的空隙中形成网状结构的高聚物而沉积。

从而使织物改变物理机械性能，可具有较持久的抗皱、免烫，低缩水率等性能，并能增进粗糙感。

但热固性树脂最大的缺点是能使纤维强度下降，最高可到25％。

为克服这个缺点，一般将热固性树脂和热塑性树脂（有的是柔软剂，有的是防水剂）等和用。

不仅可以减轻或者防止树脂整理引起的纤维强度降低，而且可以改进手感，赋予防水性能。

热塑性树脂，如聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚乙酸乙烯、聚乙烯醇、有机硅等的单一树脂或两种以上的共聚物，以及合成橡胶乳液等，涂覆于纤维表面形成一种塑料薄膜，从而产生树脂整理的效果。

由于它们在表面形成树脂皮膜，没有高度的防皱性，而且洗涤后逐渐脱落。

但是热塑性树脂可提高织物强度，并能改进手感，故常和热固性树脂合用。

防皱整理剂按结构分类可分为：N-羟基甲基类树脂、无甲醛类树脂整理剂、交联剂等。

2.3.1 N-羟基甲基类树脂常用于棉和粘胶等织物的防皱整理。

如二羟甲基乙烯脲（DMEU）在整理纤维素时，DMEU可与纤维素的羟基反应，同时，羟甲基基团间也进行脱水缩合，再脱出甲醛。

新生的甲醛为织物缩吸收，再进一步与纤维素羟基反应，反应过程中有若干缩合型长分子链的交联形成，达到防皱效果。

该类树脂的交联反应如下：C H 2CON NCH 2Cell-OH+HOH 2CCH 2OHC H 2CON NCH 2H 2CCH 2OHCellO然后，脱出的甲醛再与纤维反应：Cell-OH+nHCHOO(CH 2O)nCellCellN-羟基甲基化合物整理织物耐洗性与释放甲醛问题取决于它与纤维素交联反应生成物的稳定性，实际上是指交联生成物对酸，碱水解的稳定性。

DMEU 、DMDHEU 及DMPU 与纤维素生成的共价交联，由于氮原子上没有氢，在碱性介质中不能生成酰胺负离子，所以生成交联生成物耐碱水洗性很好。

但缺点是吸氯，泛黄和氯损。

如N-羟基甲基化合物整理的织物，在交联生成物的组成中，总含有＝NH ,—NH 2,=N —CH 2OH 及＝N —CH 2—O —CH 2—N=等基团，这些基团在氯漂过程中会分解、吸氯而生成氯胺，即：NCH 2NCH 2ONCH 2OHH 2O2NCH 2OHNH +HCHONHNCl 或NH 2N(Cl)2[Cl][Cl]氯胺在熨烫过程中会分解放出HCl ，而使织物强力受损－即氯损。

=NCl+H 2O=NH+HCl+[O]1. 脲醛树脂 即尿素甲醛树脂，由尿素和甲醛缩合而成，主要含有一羟甲基脲和二羟甲基脲的初缩体，简称MU （Methylol-Urea ）。

常作棉，粘胶，麻和真丝绸织物的防皱整理剂。

该树脂初缩体为低分子化合物，能溶于水，在酸性介质中或高温下能进一步结合为高分子树脂，反应性好，不需要剧烈的焙烘条件，易于自身缩合。

与纤维素羟基的反应虽较少，但防皱效果甚佳。

焙烘温度容易控制，易于加工，价格低廉，原料易得。

在使用此初缩体作为整理剂时，为加速缩合反应，还需要加入适量的催化剂。

催化剂一般是潜酸性物质或者化合物，如氯化铵，碱式氯化铝，硫酸铵，硝酸铵，蚁酸铵，磷酸二氢铵，磷酸氢二铵，硝酸锌，氯化锌，氯化镁等。

初缩体的贮藏稳定性差，所整理的织物手感逐渐发硬。

并由于分子中含有亚氨基（—NH—）,在含有效氯的水中洗涤时有吸氯作用，吸氯后生成氯化亚胺，在高温焙烘时分解释出盐酸，致使纤维脆损，而且经洗涤后整理效果逐渐消失，并产生鱼腥味。

为克服脲醛树脂的缺陷，常用甲醇进行改性，即用甲醇和脲醛树脂反应生成甲醚化脲醛树脂，生成甲醚化羟甲基脲醛树脂MMU 。

MMU 适用于粘胶短纤和棉织物的防皱整理。

优点：比羟甲基脲的反应性小，易溶于水，贮存稳定性较强，防冻性好，处理后的织物手感光滑柔软，吸氯性和鱼腥味均减少，防缩防皱效果持久，但对染色织物的日晒牢度有影响。