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。