Rucostar整理剂整理真丝对三防性能的研究

黄阳阳，巫 军，张 蓉(.苏州市职业大学 教育与人文学院，江苏 苏州 504；.国家丝绸及服装产品质量监督检验中心，江苏 苏州 50)



Rucostar整理剂整理真丝对三防性能的研究

黄阳阳1，巫 军1，张 蓉2
(1.苏州市职业大学 教育与人文学院，江苏 苏州 215104；
2.国家丝绸及服装产品质量监督检验中心，江苏 苏州 215021)

摘 要：为了增加真丝织物的新功能，采用鲁道夫Rucostar三防整理剂对真丝织物进行整理，测试其拒水性能、防油性能和防污性能，讨论整理剂质量浓度、轧余率、烘焙温度及烘焙时间对织物三防性能和力学性能的影响.研究结果表明：采用鲁道夫整理剂在较低温度下对真丝织物进行三防整理，整理后真丝织物的拒水性能、防油性能和防污性能明显提高，且洗涤10次后依然保持良好效果.整理后织物的拉伸断裂强力下降，但断裂伸长率有所改善；当整理的工艺为整理剂质量浓度40 g/L、增效剂质量浓度10 g/L、烘焙温度130 ℃、烘焙时间2 min时，整理工艺的成本及能耗最低；整理及洗涤10次后织物的三防性能分别符合国家标准中规定的三防性能优异和具有三防性能指标要求，且力学性能较好.

关键词：含氟整理剂；真丝织物；三防整理

随着经济社会的发展，人们对纺织品的追求已经从传统的穿得暖向穿得美观、舒适、健康方向转变.一些特定的行业对纺织品的性能也提出了一些新的要求，为了满足这些要求，诸如抗菌性整理、抗紫外线整理、抗静电整理、耐高温整理等整理方法应运而生[1-3].经这些整理方法整理的织物赋予了织物产品更高的附加值，更有意义的是将纺织品的应用范围拓展、渗透到新的领域.

三防整理作为一种新型的整理方法，备受专家学者们的关注，这种整理方法通常是将三防整理剂对织物进行整理以改变其表面能，使织物不易被水和常见油、污所润湿或沾污[4-6].近年来有关三防整理的报道主要是对棉、涤纶、非织造布的整理，很少有关于三防整理剂对真丝织物整理的报道.真丝素有“纤维皇后”的美誉，具有光泽亮丽且与皮肤亲和性良好等特性[7]，不仅用作高档纺织面料，也用作刺绣等真丝艺术品.如果被油、污所沾污，不仅影响其外观美感，而且极大地降低了它的档次和价值.加之蚕丝的组成为蛋白质，有不耐高温的特性.因此，对真丝织物采用三防整理剂在较低烘焙温度和较短处理时间条件下，实现优良三防效果的要求是很有必要的.

选用德国鲁道夫生态三防整理剂及配套增效剂，对真丝织物进行三防整理.依据相关国家标准测试织物的拒水、防油和易去污性能测试，以及力学指标拉伸断裂强力和断裂伸长率.研究整理剂质量浓度、轧余率、烘焙温度和烘焙时间等工艺参数对真丝织物三防及力学性能的影响，探讨在较低温度条件下对真丝织物进行三防整理的最优工艺.

1 材料与方法

1.1 试验材料及仪器

材料及试剂：蚕丝布(上海纺织工业技术监督所)，Rucostar EEE生态三防整理剂/Ruco-guardweb三防整理增效剂(德国鲁道夫公司).

仪器设备：YB813淋水试验仪、YB802N八篮恒温烘箱、YG(B)026E电子织物强力机(温州大荣纺织仪器有限公司)，XMA-600烘箱(余姚市正泰仪表有限公司)，CheckⅢ分光光度仪(美国Datacolor公司)，BSA223S电子天平(赛多利斯公司).

1.2 试验方法

整理工艺：浸轧整理液配制(一浸一轧)→预烘干(70 ℃)→烘焙(120～150 ℃，1～3 min)→冷却平衡→测试.

1.3 织物性能的测试标准

表面抗湿性能的测试：按GB/T 4745-2012《纺织织物防水性能的检测盒评价沾水法》进行测定.拒油性能的测试：按GB/T 19977-2014《纺织品拒油性抗碳氢化合物试验》进行测定.

防污易去污性能的测试：按FZ/T 01118-2012《防污性能的检测和评价易去污性》，选用标准中的擦拭法进行测定，采用分光光度仪对沾色进行评级.

织物力学性能的测试：织物拉伸性能按GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能(条样法)》进行测定.

2013年8月到2017年2月选择在我院进行诊治的结肠癌合并肠梗阻患者144例，纳入标准：临床资料收集完整；患者知情同意本研究；病理结果确诊为结肠癌合并肠梗阻；无手术禁忌症；研究得到医院伦理委员会的批准。排除标准：妊娠与哺乳期妇女；神经内分泌肿瘤、间质瘤、恶性黑色素瘤患者；急诊病例患者。其中男性80例，女性64例；年龄39～84岁，平均年龄(56.22±4.19)岁；临床分期：Ⅰ期80例，Ⅱ期40例，Ⅲ期24例。

2 结果与分析

2.1 整理剂质量浓度及轧余率对织物性能的影响

在经过浸轧处理和预烘干后，将相应试样在烘焙温度150 ℃、烘焙时间2 min条件下进行整理，三防增效剂质量浓度选择产品推荐的10%，研究整理剂质量浓度对真丝织物三防性能的影响，测试结果见表1.

由表1可知，未经整理的真丝织物不具有拒水、防油和防污性能.经Rucostar EEE生态三防整理剂整理后，织物的拒水、防油和防污性能都表现了明显的提高.Rucostar整理剂主要为氟碳类化合物，而氟原子的电负性高，且原子半径比除氢外的所有元素原子半径都小，化合物中的氟烷基恰好能把碳链严密地包住，形成“氟屏蔽效应”，极大地降低了织物的表面能[8-9].因此整理后织物的疏水性、防油性能优异，同时具防污易去污性能，即具备了“三防”性能.

表1 整理剂质量浓度及轧余率对真丝织物三防性能的影响

不同质量浓度整理剂整理后真丝织物的沾水等级都提高到了4～5级，真丝织物的拒水性能明显改善，并且试样的沾水等级在洗涤10次后无明显降低，所有试样的沾水等级依然保持近4级，依照相关国家标准可以评价为具有良好的抗沾湿性能.只要织物表面与水的接触角大于150°、滚动角小于10°时，就能形成超疏水界面.而整理后整理剂中低表面能的氟碳类化合物在织物表面定向密集排列，显著降低了织物表面的张力，从而在织物表面形成了超疏水界面[10-11].在洗涤多次后织物表面的氟碳类化合物虽有部分损失，但是织物表面自由能还是低于0.015 J/m2，因此织物依然表现出良好的拒水性.

整理剂质量浓度从30 g/L增加到40 g/L时，整理后真丝织物的防油等级从6级提高到7级，而当整理剂质量浓度继续增加到50 g/L时，织物的防油等级未再有明显提高.这是因为整理剂中的氟烷基基团具有很强的“趋表效应”，整理剂从低浓度逐步加大时，织物表面富集的氟烷基基团增多，C-F键对碳链的包裹屏蔽作用更加明显，织物的表面能进一步降低[12].而织物表面氟烷基富集到一定程度后，进一步提高其富集程度愈加困难，因此继续加大整理剂浓度，其防油性能未再有明显提高.

洗涤10次后，试样的防油等级都出现了一定程度的降低.整理剂质量浓度在30 g/L条件下，整理的试样经水洗10次后的拒油等级降低到4级，依标准可以评价为具有较好拒油耐洗性能.而整理剂质量浓度在40 g/L和50 g/L条件下，整理的试样经水洗10次后的防油等级皆保持在5级，依标准可评价为拒油性能优异.这也与整理后初始三防性能的表现相符，验证了整理剂质量浓度在40 g/L和50 g/L条件下，整理的试样织物表面氟烷基富集的程度无明显差异.

真丝织物防污性能综合体现了其拒水性能和防油性能.不同整理剂质量浓度条件下整理后的真丝织物水洗10次后，依据相关国家标准进行测试后，皆显示仍具有易去污性.

整理后真丝织物三防性能测试结果见表1，不同轧余率试样间的三防性能测试结果并无明显差别，结合成本较低的原则，轧余率选择70%.当整理剂质量浓度从30 g/L增加到40 g/L时，试样的三防性有明显提高.而整理剂质量浓度40 g/L和50 g/L的整理的试样，两者间的初始和洗涤10次后的三防性能并无明显差异.因此，综合考虑后选择整理剂质量浓度为40 g/L.

2.2 烘焙温度对织物性能的影响

在整理剂质量浓度40 g/L、增效剂质量浓度10 g/L，轧余率70%，烘焙时间2 min的工艺条件下，研究烘焙温度对真丝织物三防性能的影响，测试结果如表2所示.

由表2可知，随着烘焙温度的上升，整理后织物的沾水等级和防油等级都有了提高.这是由于整理剂中含有的N-羟甲基化合物和嵌段共聚物异氰酸酯等活性反应基团，在一定温度范围内，随温度的上升，活性反应基团与纤维表面羟基、氨基等活性基团交联反应的程度加深，从而提高了整理剂在蚕丝纤维表面附着的程度和牢度，提高了拒水、防油的效果[13].

织物的防污性能依然综合体现了拒水和防油性能，在洗涤10次以后，织物的防污性能出现了下降.其中烘焙温度120 ℃条件下，整理后的真丝织物在经过10次洗涤以后，其污物试验结果的色差等级达不到国家标准规定的要求，织物不能评价为具有易去污性.

表2 烘焙温度对真丝织物三防性能及拉伸断裂性能的影响

整理后真丝织物的拉伸断裂性能受烘焙温度的影响较为明显，织物的拉伸断裂强力(经向)随烘焙温度的提高出现了降低的趋势.这是因为蚕丝的主要组成为蛋白质，在高温干燥状态下变得很脆，从而导致力学性能的降低，温度越高，对蚕丝力学性能的损害越严重[14-15].所有试样的断裂伸长率都较整理前出现了不同程度的提高，这是因为整理剂中玻璃化温度较低的丙烯酸酯化合物，高温整理过程中易在纤维的表面延展开来，以类似“膜”的状态包覆在纤维表面，提高了纤维与纤维间的相对滑移性.此外，整理剂包覆在纤维表面，也会对纤维分子起到一定的固着作用，这些都改善了织物的断裂伸长率.

综合考虑织物的三防、力学性能，结合成本及能耗最低的原则，烘焙温度选择130 ℃.

2.3 烘焙时间对织物性能的影响

在Rucostar整理剂质量浓度40 g/L、增效剂质量浓度10 g/L、轧余率70%、焙烤温度130 ℃的工艺条件下，研究烘焙时间对真丝织物三防性能的影响，测试结果如表3所示.

表3 烘焙时间对真丝织物三防性能及拉伸断裂性能的影响

由表3可知，随着烘焙时间的增加，织物的三防性能和耐洗性都出现了提高的趋势；当烘焙时间为1 min时，由于整理剂中反应性基团与纤维表面活性基团的交联反应不充分，导致织物表面富集的低表面能的氟碳化合物较少，与纤维的结合不够牢固.整理后织物的初始和洗涤10次后的三防性能都较低，且洗涤10次后的样品不再具有易去污性.

所有样品的断裂伸长率较原样都出现了不同程度的提高，但织物的断裂强力随烘焙时间的延长出现了降低的趋势.综合考虑织物的三防性能和力学性能，结合成本及能耗最低原则，选择焙烤时间2 min，织物的三防性能符合国家标准中具有较好三防性能的指标要求，且织物的力学性能相对较好.

3 结论

1) 真丝织物的三防性能分别随着Rucostar生态三防整理剂质量浓度、烘焙温度和烘焙时间的增加出现提高的趋势，但整理剂质量浓度、烘焙温度和烘焙时间增加到一定程度后，整理后真丝织物三防性能不再有明显提高，趋于稳定.

2) 织物的拉伸断裂强力随烘焙温度和烘焙时间的延长出现降低的趋势，但整理后三防整理剂与纤维的交联反应结合，在一定程度上改善了纤维间的相对滑移和力学性能，因此织物的断裂伸长率较未经整理的真丝织物都有一定程度的改善.

3) 综合考虑织物的三防性能和力学性能，结合成本及能耗最低的原则，整理工艺为整理剂质量浓

度40 g/L、轧余率70%、烘焙温度130 ℃、烘焙时间2 min时，织物的初始及洗涤10次以后的三防性能符合国家标准规定的三防性能较好的要求，且力学性能较好.

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(责任编辑：李 华)

引文格式： 黄阳阳，巫军，张蓉.Rucostar整理剂整理真丝对三防性能的研究[J].苏州市职业大学学报，2016，27(2)：6-9，23.

中图分类号：TP317.4

文献标志码：A

文章编号：1008-5475(2016)02-0006-04

DOI：10.16219/j.cnki.szxbzk.2016.02.002

收稿日期：2016-03-02；修回日期：2016-03-29

基金项目：江苏省丝绸织绣产品功能检测试验基地建设资助项目

作者简介：黄阳阳(1987-)，男，江苏淮安人，硕士，主要从事纺织品功能整理研究.

Research on the Waterproof, Anti-oil and Anti-fouling Capacities of the Silk Fabric Treated by Rucostar Agent

HUANG Yang-yang1，WU Jun1，ZHANG Rong2
(1.School of Education and Humanities，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China；
(2.China National Silk and Clothing Quality Supervision Testing Centre，Suzhou 215021，China)

Abstract：In order to increase the new function of silk fabic， the waterproof， anti-oil and anti-fouling capacities of the silk fabric after treated by Rucostar finishing agent are tested， and discussed are also the effects of the finishing agent concentration， the rolling liquid rate， and the baking temperature and time on its three capacities mentioned above and on its mechanical property. The research result indicates that the three capacities of the silk fabric finished by Rucostar finishing agent at a lower temperature are evidently enhanced and can be well maintained even after ten times of washing, and that though its tensile and fracture strength gets weakened, the elongation at break gets improved. When the finishing agent concentration is 40 g/L， additive concentration 10 g/L，baking temperature 130 ℃ and the baking time 2 minutes， the cost of finishing process and energy consumption are the lowest. The three capacities of the fabric， after finished in this way and washed for ten times， live up to the national standards in this respect and the fabric maintains better mechanical property.

Key words：fluorine-containing finishing agent；silk fabric；multifunctional finishing