聚乙二醇/醚化二羟甲基二羟基乙烯脲树脂整理涤纶织物的研究

研究论文Flber Research聚乙二醇/醚化二羟甲基二羟基乙烯脲树脂整理涤纶织物的研究花兆辉，孙卫国，杨丹(西安工程大学,陕西西安710048)摘要:对普通涤纶织物进行不同实验条件下的差别化亲水整理、测试、分析和比较，得出用聚乙二醇/醚化二羟甲基二羟基己烯脲树脂混合整理液进行亲水整理后，织物的亲水性提高较大，且具有较好的耐洗性，其白度几乎不变,透气性与断裂强力稍有下降，织物手感稍微变硬。关键词:涤纶;亲水性整理;疏水性;聚乙二醇;醚化二羟甲基二羟基乙烯脲;耐水洗性中图分类号: TQ342.21文献标识码: A文章编号: 1001-7054 (2010) 11-0019-03涤纶织物因其具有良好的强度、耐磨性、挺CH2OH括性和尺寸稳定性等优点，在服装面料方面得到愈,N-CH- -OH来愈广泛的应用。但涤纶是-种典型的疏水性纤0=CN- CH-OH维，其吸湿、透湿性差，容易产生静电和污渍。为了满足广大消费者对衣料穿着的生理和心理舒适性圈1 2D树脂结构式要求，提高涤纶服装面料的附加值，对涤纶织物进行亲水性整理是完全必要的"。本课题采用聚乙二在室温环境下，用不同浓度的聚乙二二醇/2D树醇(PEG)和醚化二羟甲基二羟基乙烯脲(2D) 树脂溶液对涤纶织物进行处理，预烘温度80 C,时脂混合整理液对涤纶进行亲水性整理，主要研究聚间3min;焙烘温度160C,时间2min。乙二醇浓度等相关参数对涤纶织物亲水性能的影1.2.2整理工艺流程响,并对整理后织物的耐水洗性能进行了测试。采用轧烘焙工艺，在实验室样机上进行。将涤纶织物在一定浓度的处理液浸渍1实验部分30 min- →+80 C预烘3 min-→160 C焙烘2 min- +去离1.1实验材料子水清洗+80 C烘干。退浆涤纶织物，300 dtex, 400 根x384根/10 cm;1.3 测试聚乙二醇(PEG)、 柠檬酸、MgCl2.6H2O, 均为化1.3.1 增重率測定冈学纯; 2D树脂结构式如图1,全称为二羟甲基二整理前后的织物分别在110 C烘干2h,再在羟基乙烯脲，英文缩写DMDHEU;醚化2D树脂干燥器中冷却0.5h,称量，计算增重率。织物增(工业品)，武汉远城科技(化工)发展有限公司重率按下式计算:产。增重率(%) =(反应后织物质量-反应前织物1.2实验方法质量)反应前织物质量x100 %1.2.1处理条件1.3.2中国煤化工HCNM H G\纬向5 cm布收稿日期: 2010-07-24 修回日期: 2010-08-25条2块，在离开布条一端1 cm处沿纬向划一水平作者简介:花兆辉(1986-)， 男，汉族，在读研究生。线并在此末端挂约2 g砝码,再在毛细管效应测定合成纤雏SFC 2010 No.11 19研究论文Fiber Research仪上测试，记录5rmin和30min时液体沿经向上升.2 扫描电镜(SEM )分析的高度(em), 取两条试样读数的平均值为测定结图3是织物整理前后的SEM照片。对比图3果。(a)和(b),图3 (b) 中的涤纶上形成了- -层薄而1.3.3回潮率测定均幻致密的膜，这是由于整理剂在涤纶的表面形成将试样在温度10 C、相对湿度80 %的空气中了一层亲水薄膜;由图3 (c) 可见，经水洗后，纤平衡24h后，置于烘箱中110 C烘至恒重，计算维表面上的膜发生了-些破损，但亲水效果仍然较出回潮率。回潮率计算公式为:好。回潮率(%) = (湿织物质量-干织物质量) 1干织物质量x100 %1.3.4透水性测定用.用水滴扩散时间表示，在平均温度10 C、平均相对湿度80 %的条件下，将布平铺绷紧在-一个烧杯口上，在距布面约1 cm处滴-滴水(约0.035 mL),开始记时，直到水滴在布面上扩散至无镜面反射时为止，该时间为水滴扩 散时间，以秒为单位。(a)未整理织物(b) 整理后织物1.3.5抗折皱性测定在541D型织物折皱回复角测试仪上测定织物经纬向折皱回复角。1.3.6透气性测定用YG461E型数字式透气量仪测定。1.3.7 白度测定在WSD-型白度仪上测定。1.3.8扫描电镜测试(c)整理后经水洗过织物JSM-6360L.V型扫描电子显微镜，采用放大倍圈3织物整理前后的SEM照片数为600倍。2.3 聚乙二醇浓度的影响将由PEG 500 g/L.2D树脂100 g/L、柠檬酸2结果与分析10 g/l.和MgCl'6H2O 20 g/L组成的整理液分别稀2.1作用机理释至2倍、4倍、5倍和10倍，得到PEG含量分别采用相对分子质量为1000的聚乙二醇和醚化为250g/、125g/L、100g/L和50g/L的整理液，对2D树脂混合整理液对涤纶进行亲水性整理，是因涤纶织物的整理试验结果如表1所示。为聚乙二醇和2D树脂发生交联反应(图2), 在涤表1聚乙二醇PEG的浓度对淥纶织物亲水性的影响纶表面形成了交联聚乙二醇网状结构薄膜。交联聚PEG用量/(yU)增重宰%毛细管效应/mm网潮率%折皱急弹性角]未整理0.000.40235乙二醇分子链中具有大量醚键(- CH2 0 CH- -),1.12_250.93-_50_236醚键中结合的氧易与水分子形成氢键作用A,这样105.86_421.38_24127.23391.46258交联物中的醚键和羟基具有较好的亲水性,从而使2514.78372.1226得涤纶织物的亲水性得到较大提高。5023.35352.78_28生:供培温度160C.时间2 min。由表1数据可知，随着PEG浓度的升高，织物回潮率相应增大，增重率增加，手感变硬，而毛H4O CH,- CH+.OH2C-NN- CH2OH[CH2-O},H- +..细管由于其增重率略-CH高中国煤化工管，影响水滴的HO OH扩散TYHCNMH Gg/时，其毛细圈2聚乙二酵和醚化2 D树脂交联管效应较高，亲水效果较好，且织物手感变化不20合成纤维SFC 2010 No.11研究论文Flber Research6H20 20gL,焙烘温度为170 C，焙烘时间为2.4醚化2D树脂用量的影响2 min。在其他条件相同的情况下，改变2D树脂用量按上述工艺条件整理涤纶织物，测出其部分进行整理实验，实验结果如表2所示。性能指标如表4所示。表2醚化2D树脂用量对亲水性的影响表4淥纶织物经PEG优化工艺整理后的部分性能指标2D树脂用增重判二毛细管效成/m 水滴扩散时间I未整理整理后洗5次洗10次洗20次]量/(L_ %未洗 选3次洗5次未洗洗3次洗S次增屯事/%一014.28工14.16 14.0213.94透气量(U/m2a) 398388384392_39402.12 I 32168 I 1256↓1443 I 2138406.52 3424 C 14工 1045 T 1018 1472断教强JNT 752T 730二7237 72272080f 10.22个 443939 856 834 847毛细营效应/m 048 工4615410010.74 3839 I86855白度/%69.869.169.3工 69.469.712010.43 40 39 38[ 905 896 886折皱总弹性角户 236.4 254.1251.8 150.2148.3话:整理液组成为PEC 100 gIL.柠檬酸10gI. MC.6120 20外折皱缓弹性用/ 252.3 267.8265.6 263.5烘培温度160 c.时间2 mine .由表4数据可知，涤纶织物经PEG优化工艺从表2结果可知，织物增重率随2D树脂用量整理后，亲水性提高较大，且具有较好的耐洗性,的增加而增加，这说明2D树脂用量增加，聚乙二其白度几乎不变，透气性与断裂强力稍有下降，织醇与2D树脂的交联程度增加。当2D树脂用量增物手感稍微变硬。至80 g/L以后,增重率基本上不再增加，耐洗性较3结语好，说明此时聚乙二醇已较充分地与2D树脂发生了交联。未用2D树脂或2D树脂用量较少的样品通过对普通涤纶织物进行不同实验条件下的经皂洗后，亲水性明显下降，原因是聚乙二醇和涤差别化亲水整理研究，并对不同的实验结果进行测纶结合的牢度不够，洗涤后部分PEG脱落。试、分析和比较，得出以下结论。2.5烘焙温度的影响问(1)用聚乙二醇/醚化二羟甲基二羟基乙烯脲在其他条件相同的情况下，改变焙烘温度进对涤纶进行亲水整理，改善涤纶织物的服用舒适性行整理试验，试验结果如表 3所示。是可行的。表3烘焙温度对涤纶织物亲水性的影响(2)用聚乙二醇/醚化二羟甲基二羟基乙烯脲烘培温增重串1%毛细管效成/mm进行亲水整理的最佳工艺是: PEG 100 gL, 2D 树脂度心_未洗洗3次洗S次 未洗I洗3次 I洗S次80gL，柠檬酸10 g/L (调节整理液pH值至4为止),130 工15.67 11.26 8.12_4438F3215.24 12.51 9.76423MgCl2* 6H20 20 g/L,焙烘温度为170 C,焙烘时间14.351.78 10.91为2 min。6012.75 1.56 11.22_3936170T 10.56 10.34 10.18工 40 41(3)处理前与处理后，织物亲水性提高较大，80_10.42 T 10.21 工10.12 38 3738_且具有较好的耐洗性，其白度几乎不变,透气性与909.769.74 9.68E:整理液组成为PEG 100p/L 2D树脂80 gl.柠檬酸10儿，断裂强力稍有下降,织物手感稍微变硬。MCL:611,0 20 L:培烘时间2 min。表3结果表明，随着焙烘温度的升高,增重率参考文献和毛细管效益呈降低的趋势。焙烘温度较低时，随[1]盂秦丽,刘建,江新忠涤纶织物的亲水整理工艺探讨1[],四川丝绸, .着洗涤次数的增加，增重串和毛细管效应下降较2005.23(3)-23-24.大。当焙烘温度达170 C以后,织物的亲水性和增[2周向东,罗穆水仇莎.涞纶织物的聚乙二酵耐久性亲水整理[D.染整技水,000.22(4):7-11.重率趋稳，耐水洗性好。2.6PEG优化工艺整理涤纶织物部分性能指标的3]黄秋密,邓东海,杜韩静.涞纶织物吸温排汗整理[合咸纤雏工业,2005.24(2):16-28.测试分析[4]张哩的现状与发展[)]中国根据影响PEG整理涤纶织物亲水性的各单因中国煤化工素试验分析，得出涤纶织物PEG亲水整理的优化[5] 尚:IYHCN M H G理研究[]:染整技术，工艺条件为: PEG 100 g/L, 2D树脂80 g/L,柠檬2003.25(6):34-36.酸I0g/L (调节整理液pH值至4为止), MgCh.口下转第26页合成纤维SFC 2010 No.11 21 .研究论文Fiber Research从图8看, 1# 纯聚酯样品，没有加入无机粉(2)自制水滑石的加入，使得聚酯酯化反应活体改性剂，断面较为光滑平整，而加入粉体的2#、化能明显增大。在相同反应和出料条件下，缩聚反3#、4#、 5#聚酯体系则断面不规则，明显可以看应时间延长，并出随着改性粉体的加入，缩聚反应出无机粉体已经加入到聚酯体系中,但是无机粉体时间依次延长更为明显。在分散体系中有团聚现象，说明粉体在聚酯中分散(3)热性能测试结果表明，改性聚酯的热稳定得并不是很均匀。分散性能有待进一步的改进。性有所提高，热转变温度(T。 T2、 T)整体上均2.6 模拟纺丝有所提高。把改性聚酯切片放在真空烘箱内110 C下保温(4)通过X-射线衍射测试结果得出，与纯千燥l0h,缓慢冷却到室温后，控制温度在270 CPET相比，改性聚酯的结晶度下降。经熔体流动速率仪熔融挤出,形成丝条。从模拟纺丝结果看,添加了无机粉体的改性参考文献聚酯可纺性比纯聚酯差，丝条性能较差，也不均[I]王连军.刘方.改性PTT纤维的酸性染料染色性能[].印染.008,匀，酸性染料染色情况也不太理想，有待进一步试(2);9-11.验与研究。[2]王连军,刘方.酸性染料可染聚酯添加剂的合咸及表征[I聚酯工业00705)11413结语[3]柯扬船. PET/层状硅酸盐纳米复合材料的结构与性能[0]. 高分子通过上述实验研究，可初步得出如下结论:材料科学与工程, 2004, 20(3) : 18-23. .(1)自制了改性粉体水滑石，并通过DSC进4)王正烈,周亚平.物理化学(F)[M].北京:高等教育出版社，2001;行了表征。219.Study on Modification of PET by HydrotalciteLIU Weil, HUANG Guan-bao'(School of Material Science and Engineering, Beijjing Instiute of Fashion Technology,Bejjing 100029, China)Abstract: A sel-made inorganic powder-hydrotalcite was used to modify PET. The hydrotalcite was addedduring the polymerisation of PET. The copolyesters were characterized by TG -DTA and XRD. Theexperimental results showed that with the addition of the modifer, the samples' thermal weight lossdecreased, the transition temperature (T。 Te, and T)J had changed. The WXRD results showed thaterystallinity of the modified PET was lower than pure PET.Key words: modified polyester, hydrotalcite, thermal property, erystallization让接第21页Study on Hydrophilic Finishing of Polyester Fabric with PEGFEteified 2D ReeinHUA Zhao-hui, SUN Wei-guo, YANG Dan(Xian Engineering University, Xian 710048, Shanxi, China)Abstract: The hydrophilic finishing of polyester fabric was made under the dfferent experimental condi-tions. By the testing, analysis and comparison, the results showed that hydrophilic finishing with polyethy-lene glycol (PEG)/etherified 2D resin mixed agent was the best. After treatment, the hydrophility and scrubresistance of the fibric were improved grealy and the whiten中国煤化工r air pemeabilityand breaking strength of the fabric decreased slightly and heTHCNMHGdihydroxy ethy-Key words: polyester fber, hydrophilic finish, hydrophobic, po,yuuyonrgyu .....lene urea, scrub resistance26-倉感毵集SFC 2010 No.11