硅溶胶法棉织物拒水拒油整理研究

论文摘要

棉纤维的主要成分是纤维素,其亲水性能好,容易被水润湿,也容易被油沾污,为了使织物具有一定的拒水和拒油性,对织物进行拒水拒油整理。拒水拒油整理剂能降低织物的表面能,并仍能使织物保持原有的透气性,使空气和水蒸气自由通过,而使水、油滴不能通过。本论文采用溶胶–凝胶法对棉织物进行拒水拒油整理。通过正硅酸乙酯的水解,以乙醇为溶剂,盐酸为催化剂制备溶胶,并用不同结构的添加剂对溶胶进行改性。采用二浸二轧(轧液率为75%),先预烘再焙烘的方式对织物进行处理。通过测量其接触角的变化,系统地研究了正硅酸乙酯与乙醇以及去离子水的摩尔比、酸的用量、反应的时间与温度、添加剂的结构与浓度、焙烘的温度等因素对织物拒水性能的影响。添加4 wt%的十六烷基三甲氧基硅烷时,接触角达到139.80°,获得了较好的拒水性能。其防淋洗效果可达到4级,耐静水压测试结果为42 cm,浸渍增重法的增重率为12%。原子力显微镜分析结果表明,通过添加十六烷基三甲氧基硅烷对溶胶进行改性并处理棉织物,其表面粗糙度提高。扫描电镜分析揭示了经溶胶处理后,在织物表面形成了一层薄膜,经水洗后薄膜变得很不均匀。通过加入不同结构的偶联剂提高被处理织物的耐水洗性能,当加入0.027 mol/L的γ–氯丙基三乙氧基硅烷偶联剂后,虽经15次水洗,仍具有较好的拒水性能。研究了不同结构和浓度的添加剂对织物拒油性能的影响,用AATCC–998–1992标准对其评级,加入20 wt%的十三氟代辛基三乙氧基硅烷,拒油等级可以达到5级。溶胶–凝胶法处理对染色织物的皂洗牢度、摩擦牢度、日晒牢度没有不良影响,其颜色增深,色光稍有变化。对免烫整理后织物的抗皱性能以及织物的断裂伸长率没有很大影响。织物的透气性能增强,断裂强力有所增加,刚性增强,悬垂性能与耐磨性能有所降低。可见,溶胶–凝胶法拒水拒油整理不影响棉织物的服用性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 棉织物的服用特点
• 1.2 拒水拒油整理
• 1.2.1 拒水拒油整理概述
• 1.2.2 拒水拒油整理的作用原理
• 1.3 溶胶–凝胶法基本原理
• 1.4 溶胶–凝胶法在功能整理中的应用现状
• 1.4.1 拒水拒油整理国内研究现状
• 1.4.2 拒水拒油整理国外研究现状
• 1.4.3 溶胶–凝胶法用于其它功能整理
• 1.5 本课题的研究目的和意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验仪器设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 溶胶的制备
• 2.3.2 直接染料染色工艺
• 2.3.3 活性染料染色工艺
• 2.3.4 棉织物免烫整理工艺
• 2.3.5 对棉织物进行溶胶处理
• 2.4 测试方法
• 2.4.1 接触角
• 2.4.2 染色织物的颜色性能
• 2.4.3 摩擦牢度
• 2.4.4 皂洗牢度
• 2.4.5 日晒牢度
• 2.4.6 拒油性
• 2.4.7 淋洗法
• 2.4.8 耐静水压性能
• 2.4.9 拉伸断裂性能
• 2.4.10 透气性能
• 2.4.11 抗皱性能
• 2.4.12 刚柔性能
• 2.4.13 悬垂性能
• 2.4.14 耐磨性能
• 2.4.15 水洗牢度
• 2.4.16 原子力显微镜分析
• 2.4.17 扫描电镜分析
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 溶胶处理对织物拒水性能的影响
• 3.1.1 正硅酸乙酯和水的摩尔比对拒水性能的影响
• 3.1.2 正硅酸乙酯与乙醇的摩尔比对拒水性能的影响
• 3.1.3 溶胶制备的时间和温度对拒水性能的影响
• 3.1.4 溶胶制备酸的用量对拒水性能的影响
• 3.1.5 焙烘温度对拒水性能的影响
• 3.1.6 添加剂浓度对拒水性能的影响
• 3.1.7 添加剂结构对拒水性能的影响
• 3.1.8 浸渍增重法溶胶拒水性能分析
• 3.1.9 溶胶法拒水整理与其它拒水整理剂的拒水性能对比
• 3.2 偶联剂对溶胶处理织物拒水性能的影响
• 3.2.1 偶联剂结构对溶胶处理织物拒水性能的影响
• 3.2.2 偶联剂对溶胶处理织物水洗牢度的影响
• 3.3 溶胶处理对织物拒油性能的影响
• 3.3.1 添加剂结构对织物拒油性能的影响
• 3.3.2 添加剂浓度对织物拒油性能的影响
• 3.4 溶胶处理对染色织物性能的影响
• 3.4.1 溶胶处理对织物颜色性能的影响
• 3.4.2 溶胶处理对织物皂洗和摩擦牢度的影响
• 3.4.3 溶胶处理对织物日晒牢度的影响
• 3.5 溶胶处理对免烫整理织物抗皱性的影响
• 3.6 溶胶处理对织物透气性能的影响
• 3.7 溶胶处理对织物耐磨性能的影响
• 3.8 溶胶处理对织物拉伸断裂性能的影响
• 3.9 溶胶处理对织物的刚柔性能的影响
• 3.10 溶胶处理对织物悬垂性能的影响
• 3.11 扫描电镜观测结果
• 3.12 原子力显微镜观测结果
• 第四章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文