棉织物的抗皱功能整理

功能整理论文论文题目：棉织物的防皱整理探讨与研究专业班级：轻化工程10（3）班学号：姓名：指导教师：习智华摘要纯棉、粘胶及其混纺织物具有很多优良的特性，但它们也存在着弹性差、易变形、易折皱等缺点,故在穿着过程中不能保持平整的外观。

为了改善上述不足之处，人们通过对棉织物进行树脂（特殊的高分子预聚体）整理后，提高其从折皱中回复原状的能力，从而提高织物的防缩、防皱性能。

首先本文介绍了抗皱整理技术的发展过程，阐述了抗皱整理剂研究与发展的趋势。

其次本文探讨了棉织物抗皱性差的原因以及棉织物折皱形成的原因，发现折皱引起的应力可以使棉织物中纤维素链产生相对位移，应力去除后纤维素分子缺少约束力恢复而产生折皱。

具体原因为纤维素分子受较大外力作用后纤维基本结构单元之间发生了相对位移，导致原来的氢键断裂，并在新的位置重新建立起难以回复的新的氢键系统，使纤维或织物的形变得不到恢复而造成的，从而得到棉织物织物的抗皱作用主要是依靠纤维素分子上大量的反应性基团与整理剂交联，限制了结构单元之问的相对位移得到的。

最后本文重点以酰胺-甲醛类的整理剂为例研究了其整理工艺参数。

关键词：棉织物；抗皱性能；相对位移；整理剂；发展趋势目录1. 概述 (1)1.1 防皱整理发展过程 (1)1.2 防皱整理的发展方向 (2)1.2.1 减少纯棉织物经树脂整理后强力损失过大的问题 (2)1.2.2 解决N－羟甲基酰胺类整理剂存在的氯损及甲醛污染问 (2)1.2.3 研究适当的催化剂，缩短焙烘时间、提高交联效率 (2)1.3 防皱整理效果的评定 (2)2. 织物防皱的原理 (3)2.1 织物折皱形成的原理 (3)2.2 织物的防皱原理 (3)2.2.1 防皱原理 (3)2.2.2 干湿防皱性能 (3)3. 酰胺－甲醛类整理剂的防皱整理 (4)3.1 整理剂的结构及名称 (4)3.2 防皱整理剂与纤维素的反应 (5)3.3 防皱整理的工艺 (6)3.3.1 工艺流程 (6)3.3.2 整理液组成 (6)3.3.3 整理液中各组分的主要作用 (6)3.3.4 工艺条件分析 (7)4. 其它整理方法 (8)4.1 免烫整理 (8)4.1.1 免烫整理概况 (8)4.1.2 免烫整理方法 (8)4.2 耐久压烫整理 (9)5. 防皱整理后纺织品的质量 (9)5.1 主要服用机械性能 (9)5.2 整理品的耐洗性 (10)6. 参考文献 (11)1.概述纯棉、粘胶及其混纺织物具有很多优良的特性，但它们也存在着弹性差、易变形、易折皱等缺点,故在穿着过程中不能保持平整的外观。

为了改善上述不足之处，人们通过对棉织物进行树脂（特殊的高分子预聚体）整理后，提高其从折皱中回复原状的能力，从而提高织物的防缩、防皱性能。

因此防皱整理通常称为树脂整理。

1.1防皱整理发展过程防皱整理[1]是随着高分子化学的发展而发展起来的，至今已有80多年的历史。

纵观树脂整理的发展过程基本上可分为三个阶段即:第一阶段：防缩防皱整理1919年前后，人们首先尝试用甲醛与纤维素进行交联反应，来提高棉织物的防皱性能。

但因整理后的棉织物强力损失过大，而失去了实用意义，末获推广。

1926年，人们又提出了使用尿素－甲醛、苯酚－甲醛预聚体的整理工艺，但由于预聚体溶液的稳定性差，整理后的织物泛黄及强度下降显著等缺点，也没得到实际应用。

1935年，人们研究出了三聚氰胺－甲醛树脂，用于棉织物的防皱整理，可以提高织物的防皱性能，同时具有耐洗性。

1945年开始，使用树脂对棉织物进行防皱整理才得到了真正的发展，当时所使用的树脂大多是N－羟甲基酰胺类树脂；树脂整理剂也由自身缩合型向纤维反应型方向发展；与此同时，树脂整理的理论研究也逐步深入，人们提出了树脂与纤维交联理论。

第二阶段：洗可穿整理或免烫整理简称W&W(Wash and Wear) 或（Non iron）整理棉织物经防缩、防皱整理后，虽然在穿着过程中不易起皱，但在洗涤、烘干及洗衣机中进行离心脱水后，仍然存在着明显的皱痕，达不到免烫的目的。

要想使棉织物具有免烫整理的效果即所谓的“洗可穿”功能，树脂整理后的棉织物必须具有干、湿两方面的防皱性能。

目前，免烫整理产品较多，主要是一些休闲服装。

1955年免烫整理才开始正式用于工业化生产；1965年人们开发了许多反应型树脂，同时非甲醛类整理剂也相继问世；第三阶段：耐久压烫整理简称PP（Permanent Press）或DP(Durable Press)整理实际上是一种更高水平的免烫整理，经耐久压烫整理后，要求织物在成衣以后，平整、挺括、不起皱、特别是缝合部位经洗涤后没有抽缩及臃肿现象，同时保持经久耐洗的折痕如裤线和优良的洗可穿性能。

目前耐久压烫整理仅限于毛织物、涤／棉混纺织物的整理，对于纯棉织物还处于研究阶段，其主要难点是棉织物在加工过程中的强力损失过大。

1.2防皱整理的发展方向1.2.1减少纯棉织物经树脂整理后强力损失过大的问题①采用低给液的方法轧液率控制在25－40%；既可以节约能源，又可以提高整理效果；②泡沫整理；③微拉幅工艺织物强力可以提高30%以上。

1.2.2解决N－羟甲基酰胺类整理剂存在的氯损及甲醛污染问题①探索其改进方法；②研究开发不含甲醛的新型整理剂，使其向多品种方向发展。

1.2.3研究适当的催化剂，缩短焙烘时间、提高交联效率目前的树脂整理工艺为：轧→烘→焙，要消耗大量的热源，因此节能是树脂整理研究的重要课题之一。

1.3防皱整理效果的评定织物经树脂整理后，其整理效果一般用折皱回复角来表示，通常是径向和纬向回复角之和；其回复角的大小除与整理效果有关外，还与织物的组织结构有关。

通常情况下：棉织物未经整理回复角（径向）：80－850；棉织物经整理后回复角（径向）：110－1300；棉织物未经整理回复角（径＋纬）：1600；棉织物经整理后回复角（径＋纬）：＞2200；2.织物防皱的原理2.1织物折皱形成的原理织物上折皱的形成[2-3]，可认为是由于外力使纤维弯曲变形，放松后未能完全复原所造成。

当纤维受力弯曲时，可以认为中心区域不受影响，外层受到拉伸，而内层受到压缩。

在纤维受到拉伸时，大分子的取向度提高，而且还会发生相对位移，纤维分子上的极性羟基能在新的位子重新建立新的氢键；当外力去除后，纤维素分子间未断裂的氢键及分子的内旋转，有使系统拉回到原来状态的趋势，但因在新的位子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，使新的氢键具有相当稳定性时，则蠕变回复速度较小，便出现所谓永远久形变，这就是造成折皱的原因。

2.2织物的防皱原理2.2.1防皱原理①树脂沉积理论脲—甲醛、酚—甲醛初缩体等整理剂整理棉织物时，树脂沉积理论认为：当整理剂处理到织物上后，经焙烘在纤维内部形成网状结构的树脂，沉积在纤维的无定形区，通过物理－机械作用，改变了纤维素大分子的相对移动性，而使织物具有良好的防皱性能。

②共价交联理论在焙烘过程中，整理剂虽能自身缩合，但也有可能与纤维素上的羟基发生反应，在纤维素大分子间生成共价交联，而使织物具有良好的防皱性能。

2.2.2干湿防皱性能棉织物经过防皱整理后，织物的湿防皱性能比干防皱性能要低。

如DMEU、TMM采用轧－烘－焙工艺整理后的织物的防皱性如下所示：棉织物：湿回复角／干回复角＝0.9粘胶织物：湿回复角／干回复角＝0.55－0.75若按照共价交联理论，纤维素纤维大分子间生成了共价交联，照理无论是在干燥或者是在潮湿状态下都应具有相同的良好的防皱性能；而实际情况并非如此。

其原因是由于不和整理剂在纤维素中的可及度不同所致。

在干燥状态下，由于纤维素大分子间存在着大量的氢键，因此整理品的干防皱性能较佳。

在润湿状态下，未发生共价交联的那部分侧序度较高的区域，由于水分子能进入，从而使该区域内的氢键被拆散，所以湿防皱性能略差。

3.酰胺－甲醛类整理剂的防皱整理3.1整理剂的结构及名称防皱整理剂[4]又称交联剂，目前工厂里常用的是N－羟甲基酰胺类整理剂，它们是由酰胺与甲醛在一定的条件下反应生成的化合物，其生成物通常称为树脂初缩体。

初缩体的合成反应：N－羟甲基酰胺类整理剂初缩体都是由酰胺与甲醛在一定的条件下反应生成的。

如:1)脲醛树脂（DMU）O CNH2NH2+HCHO O CNH2NHCH2OHHCHO O CNHCH2OHNHCH2OH2)二羟甲基乙基脲（DMEU）制备时环亚乙基脲∶甲醛（摩尔比）＝1∶1.8－2.2 3)二羟甲基二羟基乙撑脲（DMDHEU简称2D树脂）CNH2 NH2O+OHC CHONHCNCH CHOH OHOHHOH 2CNHC OH CH OH NC OCH 2OHHNHC OH CH OH NC OH+2HCHO4) 三聚氰氨－甲醛树脂（TMM 、HMM ）H 2NNH 2CNC NH 2N C N + 3HCHOHOH 2CHNCN C NH CH 2OHN CN NHCH 2OHNCH 2N N C NH 2N CNH 2+6HCHONHOH 2CHOH 2CCN CN HOH 2CCH 2OHN C NNCH 2OH CH 2OH3.2 防皱整理剂与纤维素的反应N －羟甲基酰胺类整理剂与纤维素反应可能产生的结合方式很多，比较复杂；现以DMEU 为例，结合方式表示如下：HOH 2CNHCOH CH OH NN OCH 2OH+2CellOHCellOH 2CN HCOH CH OH NN CH 2OCell+ 2H 2OO1) 单分子交链2)单分子支链3)线型大分子交联3.3防皱整理的工艺3.3.1工艺流程浸轧整理液→预烘→焙烘→后处理3.3.2整理液组成组成用量（克／升）整理剂（树脂初缩体）：三羟甲基三聚氰胺（TMM） 40－80双羟甲基二羟基环亚乙基脲DMDHEU（简称2D） 35－45催化剂：氯化镁（对初缩体固体含量计%） 10－12添加剂：柔软剂VS 20润湿剂：渗透剂JFC 33.3.3整理液中各组分的主要作用1)整理剂如常用的2D、TMM树脂等，在适当的条件下与纤维素反应生成稳定的共价交联，使织物获得满意的防皱效果。

对于棉织物而言，要想具有较好的防皱效果，整理后棉织物上树脂的含量如下所示：整理剂棉织物上树脂的含量（%）脲－醛5－10三聚氰氨－甲醛 4－8乙撑脲－甲醛 4－62)催化剂使整理剂在焙烘过程中迅速发生必要的反应。

目前工厂里常用的是金属盐类作催化剂，这样能保证整理液在常温时能较长时间的稳定，而在高温焙烘时发生必要的催化作用。

催化剂种类如下：铵盐类：氯化铵、磷酸氢二氨等；无机金属盐类：氯化镁、硝酸锌、硝酸铝、氟硼化锌等；新型催化剂：磷酸氢镁、氟硼化镁等；混合催化剂：金属盐与柠檬酸、草酸等混合；注意事项：①选用不同的催化剂时，其焙烘条件也不相同；②催化剂的用量一般用树脂初缩体的重量百分率来表示如：氯化铵：1－3% （对树脂初缩体重量）氯化镁：10－12%（对树脂初缩体重量）硝酸锌：10－13%（对树脂初缩体重量）碱式氯化铝：2%（对工作液重量）3)添加剂为了提高树脂整理后织物的撕破强力和耐曲磨性能，通常要加入柔软剂等添加剂，如柔软剂VS等；4)润湿剂提高棉织物的润湿性能，有利于树脂初缩体能较快地渗透到纤维内部如渗透剂JFC等；3.3.4工艺条件分析1)浸轧①浸轧要均匀，棉织物防皱整理时带液率一般控制在70－80%；②织物要具有优良的吸水性能，否则容易形成表面树脂；③织物不能带碱，以免防碍催化剂的催化效果；④织物不能带氯，否则整理剂会产生吸氯现象；2)预烘要控制好预烘条件，防止“泳移”现象的产生，而形成表面树脂；否则经防皱整理的织物不断防皱性能差，手感粗糙。