聚氨酯整理剂在织物上的应用

聚氨酯整理剂在织物上的应用摘要：简单介绍了聚氨酯材料用作织物整理的优点、用于织物整理剂的聚氨酯分子结构类型，综述了聚氨酯在棉、毛、丝绸、麻、化纤等纤维制造的服装面料整理中的应用研究进展。

例如，聚氨酯hlishing resin logyiously可与常规的脲醛类免烫树脂（2D树脂或改性2D树脂）结合，用于棉织物耐久压烫整理，降低甲醛释放量；用于羊毛织物的防毡缩及免烫整理；还可用于织物的阻燃、抗静电、防水加工整理等。

关键词：聚氨酯整理剂防缩防皱免烫整理前言聚氨酯( PU)是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物。

在纺织品上PU广泛应用于氨纶丝和涂层整理,而反应型水溶性聚氨酯在织物后整理上的应用虽然也有很多研究及文献,但国内产品大多处于科研阶段。

德美公司率先实现工业化生产的反应型水溶性聚氨酯整理剂是通过控制聚氨酯主链的分子量,并引入各种官能团,使其能够均匀稳定地溶于水中,以便对纺织品进行加工处理。

这种水溶性聚氨酯不但可以渗透到纱线内部,而且可以释放活性基团与纤维分子及其它整理剂发生交联反应,同时聚氨酯分子间也进行反应,从而以化学键的形式交联,形成立体网状结构,赋予织物持久耐洗的功能性,如防缩、防皱、尺寸稳定、防水、防钻绒、抗静电等性能。

将该类整理剂用于纤维素纤维(棉、粘胶、天丝等)、蛋白质纤维(羊毛、真丝等)上,可有效地解决其它助剂难以解决的天然纤维织物防皱、防缩难题,实现机可洗,同时赋予织物特殊的超级爽弹手感。

由于聚氨酯整理剂不含甲醛,在反应过程中也无甲醛产生,属于环保型织物整理剂。

1 用于织物整理的聚氨酯材料因为要求面料服装具有洗涤后的免烫保型效果，一般要求聚氨酯整理剂具有反应性，能够与织物纤维产生化学结合，将聚氨酯黏附在纤维表面甚至渗入到纤维组织中。

虽然早期有研究报道介绍用聚氨酯预聚体作处理剂改善了面料的褶皱回复性，但预聚体溶液含大量有机溶剂，不适用于实际应用。

用于纺织整理剂的主要聚氨酯产品是热反应性水性聚氨酯及其它水性聚氨酯。

热反应水性聚氨酯树脂是封闭多异氰酸酯预聚体所形成的水性聚氨酯，具有热交联反应性，在整理工艺的焙烘阶段，封闭型聚氨酯解封闭，产生的异氰酸酯集团与纤维上的羟基、氨基等活性集团反应，固化后形成聚合物。

考虑到服装面料不适宜承受很高的解封闭温度，故工业化产品多以亚硫酸氢钠封闭的阴离子型水性聚氨酯为主。

这种树脂不含甲醛，具有较好的成膜性和弹性，可赋予织物一定的抗皱性。

但单独使用聚氨酯整理织物，一般还不足以达到高级免烫水平。

聚氨酯可与其它树脂或交联剂并用，能较大地提高整理织物的抗皱回复角、耐磨性能，并赋予织物优良的手感[1]。

除了亚硫酸钠封闭的低温解封闭型水性聚氨酯，还可以用其它封闭剂如甲乙酮肟、己内酰胺等封闭性水性聚氨酯作为整理剂[2]。

热反应性聚氨酯整理剂可用于不同纤维织物。

例如，日本第一工业制药株式会社的Elastron系列热反应性聚氨酯树脂/交联剂有20多个品种，包括阴离子型和非离子型，不黄变型和黄变型，这些整理剂适用于天然纤维、合成纤维的防缩、防皱、防水、抗静电、改善手感等不同的用途。

除了热反应水性聚氨酯，其它水性树脂、聚氨酯也可用于织物整理。

上海新光华工厂生产较早的铁锚牌105水溶性聚氨酯树脂是一种浅黄色或黄褐色非离子性水性聚氨酯，可用于毛、丝、棉及混纺织物，针织起毛织物、中长仿毛起绒织物的后整理，可与2D丙烯酸酯乳液、有机硅乳液混合使用于织物整理，与2D树脂结合整理后织物具有低甲醛散发性。

安徽大学应用化学研究所曾经以聚氧化乙烯二醇、二异氰酸酯、烷基乙醇胺制备聚氨酯，用环氧氯丙烷进行季铵化反应，合成了阳离子型水溶性聚氨酯，实验用于纯麻、涤棉、天然丝等织物整理后，明显提高了回弹性和抗皱防缩性，改善了表面性能和手感，耐久性良好[3]。

BASF的Perapret PU是一类阴离子型水性聚氨酯分散液，可用于各种纤维织物，改善织物撕裂强度和耐磨性，降低起球趋势，还可以用于染色粘合剂等。

Lanxess公司（Bayer）的Baypret 10UD是弱阴离子型水性聚氨酯分散液，用作各种纤维的整理剂，另外Lanxess公司还有一些用于织物涂层等的水性聚氨酯材料。

香港理工大学纺织及制衣学系从事形状记忆聚氨酯等的研发工作多年，近年来将聚氨酯应用于织物领域，研制了形状记忆织物整理剂。

聚氨酯可以与其它整理剂或助剂并用，例如最常见的是与2D树脂并用，另外用有机硅改性聚氨酯，或者与有机硅柔软剂并用可改善整理后织物的手感和滑爽感，还可以与丙烯酸酯、丝素、防水剂等复配使用。

例如日本特许公开公报2003-171877介绍，把热反应性水性聚氨酯与含羟基、氨基或羧基的有机硅丙烯酸酯乳液混合，对毛、丝等角蛋白纤维织物浸渍后热处理，手感好，防缩。

2 聚氨酯在织物免烫整理中的应用聚氨酯整理剂在包括棉、毛、丝、麻、化纤及混纺织物整理中均有效果。

2.1 在棉织物整理方面的应用折皱回复角和强力损失是评价全棉免烫整理面料的两个指标。

对全棉织物进行免烫整理中，常规的脲醛树脂整理剂如ZD树脂整理过的织物，虽然平整度和折痕保持较好，但存在甲醛释放量高、降强率高等缺点。

聚氨酯树脂整理过的织物对强度影响较小，且不含甲醛。

但单纯用聚氨酯整理剂，虽能增强织物的弹性（提高织物的折皱回复角），却不能进入棉纤维的无定形区进行交联，不能显著提高其弹性和形状记忆能力，所以在棉织物免烫整理中，聚氨酯可与脲醛类免烫树脂复配使用。

华东大学的研究表明，单独使用聚氨酯整理剂，棉织物干态折皱回复角虽然提高到180~190°，但比不上改性2D树脂整理剂（266°）和柠檬酸整理剂（231°），所以用4.0%聚氨酯和7%柠檬酸、催化剂次磷酸钠结合，组成无甲醛免烫整理剂。

用水性聚氨酯取代一部分低甲醛免烫树脂，可以提高织物的回弹性和抗皱性。

同时水溶性聚氨酯也是良好的甲醛捕捉剂，也降低了织物的甲醛释放量。

这方面的报道不少。

例如，棉府绸免烫整理的一种整理配方及工艺条件为：免烫树脂NEC55g/L、聚乙烯乳液PE-2 30g/L，扎液率75%，150℃烘焙3min。

整理后的织物平整度可达到3.5级或以上，断裂拉伸强力保留率不低于55%，织物残留甲醛含量<75mg/kg[4]。

在棉府绸免烫整理工作液处方中采用少量聚氨酯，使得强度和折皱回复角有所改善。

另一种低甲醛免烫整理工艺用聚氨酯与醚化2D结合为免烫整理剂对棉帆布织物进行免烫整理，与丁烷四羧酸（BTCA）整理工艺想比较，其强力损伤更小，回复角更大，布面甲醛含量与2D工艺比较有大幅度降低[5]。

几个单位采用Ciba公司Turpex VU（一种水溶性热反应性聚氨酯）和低甲醛醚化2D树脂结合，用一浴法或者二步法工艺进行面料或成衣免烫整理，织物的弹性回复角（缓弹）与强力损失都较单独使用脲醛免烫树脂整理的好，降低了甲醛释放量，又能较明显地提高整理织物的平整度、耐磨性能，并赋予织物优良的手感[6]。

反应性水性聚氨酯可以与水溶性丝素蛋白复配，用于棉织物的整理，例如西安工程科技学院和青岛大学分别对棉织物进行防皱整理，均发现两者之间有协同增效作用，改善织物抗皱性，且白度、强力保留率及手感等均达到满意效果[7]。

2.2在毛织物整理方面的应用聚氨酯在毛条以及全毛、含毛织物的整理中是一种重要的整理剂。

2.2.1 羊毛织物的防毡处理羊毛纤维具有单向鳞片状表皮结构，未经防毡处理的羊毛织物在洗涤和摩擦后发生面积收缩及变形。

防毡缩处理有许多方法，其中聚氨酯树脂整理时一种重要方法，单独用亚硫酸氢钠封闭型热反应性水性聚氨酯处理就能达到防毡缩效果[8]。

市场上有一些聚氨酯防毡缩整理剂，如Bayer公司生产的SynthappretBAP，日本高松油脂（株）的TK SET WSR(有机硅改性聚氨酯)，德国Rotta公司的Protolan367和357，澳大利亚的Sirolan BAP，BASF公司的Basolan，国内也有少数同类产品2.2.2 羊毛织物的免烫整理经过防缩处理的羊毛织物具有良好的尺寸稳定性，不过为了达到耐久定的免烫效果，精纺面料还需经过免烫整理。

已经游戏写免烫整理配方及整理工艺。

热反应水性聚氨酯可以改善杨迈织物的折皱恢复性能[9]，据报道，如果聚氨酯与其他整理剂如有机硅或环氧化合物[10]结合，可以达到良好的形状记忆整理效果。

2.3 在丝绸、麻等织物整理方面的应用20世纪60年代起就有研究应用聚氨酯整理真丝绸。

美国Britiary印染公司、费城大学等的研究表明，聚氨酯能赋予真丝织物优良的抗皱性和形态稳定性，并提高耐磨性2~4倍。

杭州凯地丝绸股份有限公司和浙江丝绸工学院研究用聚氨酯预聚体溶液作真丝绸弹性整理剂，真丝绸的干态、湿态折皱回复角最多可提高22~50°，并较好地保持真丝绸原有风格[11]。

东华大学和上海中大科技发展有限公司用聚氧化乙烯和TDI及一种含NH基团的封闭剂合成的水性封闭型聚氨酯，用作丝绸防皱整理剂。

经该整理剂整理织物的湿态弹性提高明显，丝绸二浸二扎整理液，100℃预烘，170焙烘3min，湿态折皱回复角可由200°提高至300°，且耐久性好[12]。

苎麻麻织物具有许多优良性能，但它的手感差，抗皱性能更差。

苎麻织物经常规树脂整理后，苎麻麻织物强度降低程度很大，几乎没有实用价值，因此武汉纺织工学院和株洲麻纺印染厂在1997年报道，采用2D树脂与水性聚氨酯并用，并添加自制的防脆化剂，既增强了织物的弹性，又改善了降强率。

3 聚氨酯在织物功能整理方面的应用除了上述以免烫、永久定型这类形状记忆整理，聚氨酯还可以用于纤维以及织物的功能化（或特种）整理，例如防止织物起毛起球，提高防水整理性能，提高织物的染色固色性能，赋予化纤等织物良好的抗静电功能，赋予织物阻燃性能，甚至通过赋予织物持久芳香功能，防蛀、防霉、防污等。

3.1抗起球织物，特别是针织物，在穿着和洗涤过程中和不断受到摩擦，可能使织物表面的纤维产生毛茸，并且互相纠缠在一起，这种现象称之为起毛球。

利用树脂处理在纤维表面形成很薄的耐磨的树脂膜，使纤维端粘附于纱线上，改善纤维间的粘结力，减少纱线毛羽，减少静电，摩擦时不易起球，从而有效地提高羊毛衫、内衣等织物的抗起球性。

传统的丙烯酸钠脂自交联型，处理后存在手感变硬等现象。

聚氨酯类抗起毛球剂，已应用于针织品的抗起毛起球整理中，达到4~5级，手感柔软，不影响织物原有的吸水性能。

例如，棉织物经水溶性聚氨酯处理后，表面起毛起球现象大大降低，起毛起球等级由原来的1~2级提高到4级以上，且整理后织物无游离甲醛释放[13]。

3.2抗静电整理含亲水性链段或基团的反应性聚氨酯可以通过后处理结合到织物纤维表面，使得疏水性的化学合成纤维具有一定的亲水性或者离子基团，明显提高了织物的抗静电性能。