简析织物染整技术中的几种典型助剂

2016-12-30刘潇

网印工业 2016年12期

关键词：整理剂抗静电助剂

文刘潇

简析织物染整技术中的几种典型助剂

文刘潇

在当今国际纺织品市场上掀起绿色旋风之际，环保纺织品已成为贸易中的一大课题。在纺织品生产中染整加工是重要的一道工序，不同的纤维、不同的染整方法要采用不同的染整助剂，因此，织物染整技术中的典型助剂受到业内人士的广泛关注。

生物酶助剂是织物整理的优良助剂

当下，高科技纺织面料层出不穷，这些高科技面料的制作早已不是单一的纺织技术，而是纺织、化工、高分子材料、生物工程等各种技术的集成。其中，生物工程技术在纺织工业上的应用正受到纺织、染整和生物工程界人士的高度关注。随着生物技术的进展，许多新的相当高浓度的酶种已经出现，这些酶已广泛应用在织物及服装加工中，应用适当的加工技术，可使酶在纺织品上获得许多特殊效果。

在纺织品洗涤整理过程中，生物酶鲜明地体现了生物体系的识别、催化、调节等功能。与传统催化剂相比，酶能在非常低的能耗下获得相当高的反应速度。它能够催化水解、氧化、还原、凝聚以及分解反应。有些用纤维素纤维加工的服装在穿用过程中，如果纺织品以服装的形式染色，在服装表面很容易形成擦痕或绒球。在加工过程中，通常因为织物受到摩擦，使表面纤维竖起并缠结，这样便形成了绒球。这种擦痕的产生，破坏了服装的外观，并使织物结构模糊不清。纤维素酶对纤维素纤维织物（棉、粘胶）表面有抛光作用，通过纤维素酶对织物表层露出的毛羽进行可控的刻蚀，可减少或去除原纤化纤维，使织物纹路清晰、表面光洁，手感柔软并能够保持织物原有的吸水性。

生物酶已广泛用于染整加工的前处理、印染后处理、后整理、印染废水的生化处理等各大工序，在印染行业应用的比较成功的生物酶主要有用于退浆的淀粉酶、用于真丝脱胶的蛋白酶、用于牛仔服酶洗及洗旧整理和纤维素织物生物抛光的纤维素酶、双氧水漂白除氧用双氧水除氧酶等。目前已开发并应用于前处理的生物酶制剂品种主要有淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、蛋白酶、木聚糖酶、过氧化氢酶、漆酶、葡萄糖氧化酶等。

前处理助剂对织物的环保生产加工具有重要指导意义

印染前处理工序是印染整个生产过程中的基础工序，它对保证后道工序染色、印花、后整理的产品质量起着重要的作用。前处理（练漂）的质量不仅仅关系到漂白产品成品质量，而且作为半制品还会直接影响到染色、印花、后整理等质量。染整产品质量问题有70%是前处理不佳造成的。

织物前处理包括退浆、煮练、漂白3个过程。常用的前处理助剂有退浆剂、洗涤剂、精练剂、渗透剂、氧漂稳定剂、螯合剂等，这些助剂大多数是表面活性剂及有机化合物、无机盐类和溶剂等。表面活性剂中使用较多的是阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂，此外尚有少量两性型表面活性剂。其中阴离子表面活性剂使用较多的是：烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、丁基萘磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基硫酸酯钠、硫酸化蓖麻油等。非离子表面活性剂中使用较多的是：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、椰子油聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺、环氧乙烷环氧丙烷共聚物等。前处理助剂中多数是非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的复配物。在制造这些产品中，若对原料选用不当，不仅产品质量会有问题，而且产品亦不能符合环保要求或某项指标达不到环保指标。被誉为新一代表面活性剂的烷基多苷(APG)是由天然原料淀粉中的葡萄糖和脂肪醇或脂肪酸反应而成的非离子表面活性剂，它对人体无毒，生物降解快，与其它表面活性剂有较好的协同效应，APG兼有非离子和阴离子表面活性剂的特性，有很好的表面张力。环氧乙烷与环氧丙烷共聚物（聚醚）是一类生物降解性极好的非离子表面活性剂，可用于复配。

在合成纤维中，涤纶产品无论是数量还是品种，都占据主导地位。涤纶纤维强度高、弹性好，其织物挺括、保形性好，且易洗、快干、免烫、不受虫蛀，因此，涤纶产品在市场上一直经久不衰。涤纶织造时常用的浆料是聚丙烯酸酯，它是丙烯酸酯共聚体浆料。退浆剂、精练剂的选用和退浆精练方法的确定是退浆精练工序的关键，需根据织物上浆料的种类选择不同的退浆剂。常用的退浆剂是氢氧化钠或纯碱，因常用的丙烯酸酯类浆料无论是可溶性的还是不溶性的，它们均能在碱剂的作用下成为可溶性的丙烯酸酯钠盐而溶解去除。

纤维或织物上的油剂、油污及为了上浆和织造高速化而加的乳化石蜡及良好的平滑剂的去除需采用表面活性剂（主要是阴离子型和非离子型），通过它们的润湿、渗透、乳化、分散、增溶、洗涤等作用，将油剂和油污从纤维和织物上除去。除此之外，为避免金属离子与浆料、油剂等结合形成不溶性物质，精练时加入金属络合剂或金属离子封闭剂也是必要的。退浆精练过程实际上是一洗涤过程，当然有时也存在着化学反应。通常退浆精练是在高温下长时间浸渍，把浆料、油剂等杂质、污垢溶解、乳化、分散并给予去除。

染色、印花助剂是影响织物生态安全指标的重要因素

织物染色、印花助剂是在染整加工中，为了改善加工效果、简化工艺流程、提高生产效率、节能节水、降耗减排、降低加工成本、提高纺织品质量、附加价值和辅助性能而加入的一些辅助化学品。染化助剂是染整加工过程中必需的重要添加剂，也是影响纺织品生态安全指标的重要因素，虽然其用量不大，但对整个染整生产过程中的作用非常大。

染色、印花助剂主要有活性染料代用碱、高性能分散匀染剂、涂料染色助剂、低温染色助剂、羊毛快速染色助剂、不含联苯氯化物及芳烃类有害物质的涤纶染色载体、纯棉织物分散染料转移印花助剂、节水型的还原清洗剂、低温节水皂洗剂、常温洗涤剂、提高各种染色牢度的助剂、棉纤维生坯染色助剂、新型还原剂、活性染料低温全吸收免皂洗染色助剂、多道工序合一的助剂、各种染色增深剂、仿生染色助剂、稀土、膨润土、低温焙固型粘合剂、纳米级印花粘合剂、无醛粘合剂、天然糊料、高性能的合成增稠剂、酸性皂洗剂等。

匀染剂中的非离子表面剂组分对分散染料有亲和力，以亲染料型匀染剂的作用方式延缓染料的上染；匀染剂对涤纶纤维也具有亲和力，可在涤纶表面成膜，控制染料在纤维表面的吸附，具有亲纤维型匀染剂的作用。匀染剂与染料存在相互作用，所以具有移染作用，促进染料在纤维表面均匀吸附。阴离子表面活性剂可提高染料在高温条件下的分散能力和热稳定性，克服亲染料型组分使染料凝聚的负效应，增加非离子表面活性剂的移染能力。还可提高非离子表面活性剂的耐高温性，使之适用于分散染料的高温染色。

匀染剂大多数是水溶性的表面活性剂，根据匀染剂对染料扩散与聚集度的影响，主要分为两种类型：一为亲纤维性匀染剂，它对染料的聚集度几乎没有影响，但对纤维的亲合力要大于染料对纤维的亲合力，因此在染色过程中，此类匀染剂会先与纤维结合，降低染料上染速率，但随染色条件的变化，染料会逐渐代替匀染剂固着在纤维上，这类匀染剂只具有缓染的作用；二为亲染料性匀染剂，它可以显著提高染料聚集度，对染料的亲合力大于染料对纤维的亲合力，染料上染之前匀染剂先与染料结合生成某种稳定的聚集体，从而降低了染料的扩散速率和延缓了染色时间。随着条件的改变，染料逐渐脱离匀染剂，与纤维结合，但此时匀染剂对染料仍然有一定的亲合力，对于不匀染的织物还可以将染料从纤维上拉下，上染到色泽浅的地方，因此这类匀染剂不仅具有缓染作用，而且具有移染作用。用于活性染料染色的匀染剂除常规的非离子性表面活性剂外，可利用与阴离子系染料的离子结合效果较好的弱阳离子系非离子表面活性剂作匀染剂。这类匀染剂要控制好阳离子的强弱，当阳离子性过强时，由于染料与表面活性剂的作用加大，缓染效果增强，造成最终上染率较低，还可能产生染料和表面活性剂聚集体的析出，造成色斑。

环保型染化助剂除具有染整行业所要求的质量与应用性能外，还必须满足：具有很好的安全性、低毒或无毒性；具有良好的生物降解性或可去除性等环保质量要求。天然染料也存在一些不足，如天然染料的来源、产量和牢度等问题。天然染料需要大量开采矿物或采摘砍伐植物、猎取动物，这又会造成生态环境的破坏，违背了用天然染料染色生态和环保的初衷。为此，需要大量土地种植植被，但又面临土地资源问题。因此天然染料在现阶段很难完全取代合成染料。随着人们对生态环境和人体生命、安全、健康和可持续发展的日益重视，世界各国出台了许多相关的法律法规，淘汰了许多禁用偶氮染料、致癌染料和致敏染料，开发了许多新型的绿色生态合成染料，以替代非环保的合成染料。

织物整理助剂改善产品质量，提高应用性能

纺织品整理是指通过物理、化学或物理和化学联合的方法，改善纺织品外观和内在品质，提高辅助性能或其他应用性能，或赋予纺织品某种特殊功能的加工过程。棉织物整理棉纤维及其织物具有柔软、舒适、吸湿、透气等优良性能，但经练漂、染色及印花等加工后，织物幅宽变窄且不均匀、手感粗糙、外观欠佳，为了使棉织物恢复原有的特性，并在某种程度上获得改善和提高，通常要经过物理机械整理和一般化学整理。另外，为了克服棉织物弹性差、易变形、易起皱等缺点，往往还要进行树脂整理。

织物整理助剂主要有多功能后整理剂、无醛固色剂、无醛抗皱整理剂、无醛防水整理剂、无醛和无溴阻燃整理剂、不含某些重金属（如砷、锑、铅、汞、镉等）的阻燃整理剂、无醛柔软整理剂、超级柔软剂、新型氨基改性的有机硅柔软剂、无毒副作用及生物降解性好的阳离子柔软剂、反应型柔软剂、安全健康高效耐久的抗菌抗臭整理剂、新型无醛防水拒油整理剂、安全无毒的抗紫外线整理剂、无毒安全的涂层整理剂、天然抗菌整理剂等。

树脂整理剂旨在防止或改善织物在穿着过程中出现的收缩或折皱现象，在其印染加工后用合成树脂进行化学整理（俗称树脂整理），如防缩、防皱树脂整理，所用的物质称为树脂整理剂。它们是树脂单体的初缩体，溶于水。在织物上经高温烘熔后与纤维分子发生交联或自我交联反应，形成网状大分子，从而赋予织物以抗皱、低缩水率、免熨等性能，由于环境保护和能源综合利用问题的提出，树脂整理剂向着低能耗、无污染的方向发展。由于不同的树脂整理剂会产生不同的效果，因此选择适宜树脂整理剂及其添加剂助剂等，优化工艺条件，是提高棉织物抗皱整理效果的关键。或者通过选用合适的树脂整理剂和添加剂，进行工艺优化，对纯棉织物进行防皱整理，以达到高级织物的要求。

柔软整理剂在纺织品上的应用已有近半个世纪，用于纺织材料以改变手感，使产品更有舒适感。随着人们对纺织品质量需求越来越高，要求材质新型，穿着舒适，手感柔软，外观高雅，因此对纺织品后整理，尤其是柔软整理，越来越注重。特别是合成纤维的发展，柔软整理更显得重要。因一般合成纤维的手感都比天然纤维差，更需用柔软剂来改善。柔软剂的品种和用量占纺织助剂之首，并都为系列产品。柔软剂不仅赋予纺织物有柔软、滑爽之感，更要求有弹性、抗皱亲水、有光泽等多功能性能。发展为无色透明的亲水性有机硅柔软剂或有机硅微乳，以及为更适宜运输和使用方便的颗粒状、片状或粉状等外观。柔软剂与其它染化料助剂的相容性更高的要求，不仅要求能有与树脂整理剂、增白剂、防水剂、抗静电剂等后整理助剂同浴使用的性能，而且最好能与染色同浴使用的柔软剂称为同浴柔软剂。超级柔软整理剂可广泛用于各类纤维、各种织物及无纺布的柔软整理，能赋于被整理物优异的软滑、柔润、蓬松、丰满的手感，整理品具有良好的悬垂性。

防水整理分为透气性防水整理和不透气性防水整理，不透气防水整理是使疏水性防水剂在织物表面开成疏水性薄膜，可阻止水的浸透，从而产生防水性能，这种防水整理，织物防水性能优良，但缺乏透气性，妨碍汗气和热量的散失，使人感觉不舒服。透气性整理是使疏水性防水剂固着在织物表面或内部，而不形成连续的薄膜，织物不失去透气性，防水性较前者差，这种防水剂又称为拒水剂。由于透气性整理穿着舒适、轻便、无味，并有柔软的手感，故应用较广。用纺织阻燃剂处理织物能有效的降低纤维织物的燃烧概率。随着各类居民用和产业纺织品的消费量迅速增加，特别是各种室内装饰、交通工具装饰织物（窗帘、帷幕、墙布、地毯、家具布）等的需求量日益增加，由纺织品引起的火灾也不断增加。阻燃剂织物多属于易燃物，有助于减缓火焰温延，防火阻燃整理目的在于保护人体生命与财产。

在纺织纤维加工过程和纺织成品应用中常常产生静电荷积聚现象，对加工和应用造成干扰。抗静电剂是一种添加在塑料制品等材料里或涂布在制品表面的特殊助剂，用来降低制品的表面电阻。抗静电剂的加入能够消除静电，或使静电积聚抑制在可以承受的程度上。根据抗静电剂的水洗牢度和干洗牢度，可以区分为暂时性和耐久性抗静电剂。抗静电剂的主要成分要看是什么类型抗静电剂：永久型抗静电剂多为高分子型、聚氧乙烯类型等成分。非永久的有阳离子型、阴离子型、两性型和非离子型。印花、染色织物进行整理使用的抗静电剂应具有耐久性，这类抗静电剂分子结构中含有活性基因，与纤维素上的羟基进行反应，形成具有持久性的抗静电薄膜；也可以与合成纤维的纺丝液混熔进行纺丝，纤维本身具有抗静电性能；还可以与合成纤维单体共聚得到具有持久性抗静电的合成纤维。抗静电剂是施加到纤维或织物表面，增加其表面的亲水吸湿性，以防止静电在纤维上积聚的化学助剂。采用亲水性物质处理疏水性的合成纤维可以提高纤维表面的吸湿性，在纤维表面形成具有电导性的离子层使纤维表面比电阻大大降低，从而达到防静电效果。

近年来，随着人们对健康和环保的日益重视，避免印染加工中各种合成助剂的毒害与污染，追求纺织品和加工助剂的健康、环保性能，已成为各国科学家共同关注的热点研究领域。在世界贸易特别是纺织品贸易中，越来越重视环保和生态指标，各国公司纷纷推出绿色产品。目前，有相当部分织物整理剂厂家的部分产品含有重金属离子、游离甲醛、致癌性及致畸变性物质等有毒或低毒产品；有机硅系列助剂虽毒性低，但生物降解性差。国家技术监督局已实施等同国际标准的环保管理办法，逐步实现从产品设计、生产、消费到产品消亡全过程的环境污染控制。现在，纺织印染行业的污染已受到充分关注，并得到了大力度的控制、治理；但织物的功能化后整理助剂的使用污染仍然存在，同样不容忽视。一些厂家已着手研究绿色织物功能化整理剂，并已推出绿色服装产品，主要产品有抗静电剂、树脂整理剂、柔软剂、防水剂、涂层剂等，已基本形成门类齐全、品种繁多的产品体系。这些产品虽然具有较强的生产能力，特别在中低档纺织产品市场上具有较强的竞争力。