含氟拒水拒油整理剂对织物服用性能的影响

吴 瑶 邢明杰

（青岛大学，山东青岛，266000）

随着我国国民经济和科学技术的飞速发展，人们对多功能纺织品的需求也显著增加，在一些特殊环境中，需要各式各样的功能纺织品对需要保护的人、物品或者建筑等进行特殊的保护，避免或减轻伤害和损失。如防紫外线纺织品可以制成服装在外出时穿着，降低紫外线对人体皮肤的损害；防火阻燃纺织品可以制成服装穿着，也可以制成特定的保护罩，避免或减轻火灾对人、物品或建筑造成的损害；而拒水拒油纺织品是多功能纺织品中较普遍和重要的，不仅可以制成雨衣、围裙等服装面料，而且可以制成餐布、椅套等装饰用布，防止水渍、油污浸润或者沾污服装或者皮肤［1］。

织物经过拒水拒油整理后还能透气透湿，为人们的生活、工作提供了巨大的方便，甚至使人们的生活质量提高、生活方式改善。但是拒水拒油整理也有不足，尤其是有些整理剂会对环境产生污染或者对人体产生危害，这就需要研究人员不断研发性能更优的整理剂，而当前最为环保且性能优良的整理剂就是含氟整理剂［2］。

本研究采用新研发的含氟拒水拒油整理剂FG-921 整理涤棉混纺织物，在兼顾织物的基本服用性能的条件下，选择最合适的整理工艺，以期在得到优异拒水拒油性能的同时又不会对织物其他性能造成很大的消极影响。

1 试验

1.1 原料与设备

原料：涤棉混纺织物（漂白），混纺比65/35，尺寸20 cm×16 cm，经密472 根/10 cm，纬密236 根/10 cm。拒水拒油整理剂FG-921（分析纯），冰醋酸（分析纯），花生油（食用级），机油（工业级）。

仪器有P-AO/BO 型电动小轧车、XMTB-8801 型智能数显控温烘箱、JY-PHb 型接触角测试仪、YG461L 型数字式透气量仪、YG065 型电子织物强力机、YG811L 型织物动态悬垂性风格仪和FA2004N 型电子分析天平。

1.2 试验方法

整理工艺流程：织物→浸轧→干燥→焙烘。

本研究主要探讨整理剂浓度、轧余率两个因素对涤棉混纺织物的结构和性能的影响，其中整理剂浓度设置5 个水平，分别为10 g/L、15 g/L、20 g/L、25 g/L、30 g/L；轧余率设置4 个水平，分别为58%、63%、68%、73%。根据变量要求配置整理剂溶液，将织物浸泡在溶液中一定时间，通过调节小轧车压力（0.05 MPa、0.10 MPa、0.15 MPa、0.20 MPa）分别调节试验轧余率（58%、63%、68%、73%），压辊转速保持11.7 r/min；最后将织物放进烘箱，先110 ℃干燥3 min～4 min，再升温至160 ℃焙烘2 min。

1.3 织物性能测试与表征

拒水拒油整理后的涤棉混纺织物性能通过实验室各种测试仪器进行测试。测试内容包括织物的拒水拒油、透气、拉伸断裂强力、织物风格性能［3-4］，最终数据为多组测试取平均值。

拒水拒油性能测试根据DB44/T 1872—2016《纺织品 表面润湿性能的测定 接触角法》，每块试样选取5 个位置进行试验，结果取平均值。

断裂强力测试根据标准GB/T 3923.1—2013《纺织品 织物拉伸性能 第1 部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（样条法）》，采用YG065 型多功能电子织物强力仪，测试整理后涤棉混纺织物的拉伸断裂强力。

透气性测试根据GB/T 5453—1997《纺织品织物透气性的测定》，采用YG461 型数字式织物透气量仪，测试整理后涤棉混纺织物的透气性能。

织物风格测试根据GB/T 23329—2009《纺织品 织物悬垂性的测定》，采用YG461 型织物动态悬垂性风格仪，测试整理后涤棉混纺织物的悬垂性［5］。

2 结果与分析

2.1 拒水性能

表1 是涤棉混纺织物经过不同的拒水拒油整理剂浓度和轧余率整理后的水接触角。

表1 涤棉织物拒水性能的测试结果

如表1 所示，涤棉混纺织物的水接触角随整理剂浓度升高而变大，且变化趋势越来越缓，当轧余率在63%和68%时，25 g/L 和30 g/L 整理剂浓度下的水接触角几乎相同，即织物拒水性能随着整理剂浓度升高而变好，在达到30 g/L 时几乎不再变化。这是因为拒水拒油整理剂含量越多，与织物表面纤维大分子中的亲水性羟基反应越充分，织物的亲水性会下降，且整理剂在焙烘过程发生自身交联生成的三维网状薄膜结构也越完善，织物的拒水效果越好，而且生成的薄膜不是全封闭的，不会影响织物正常的透气透湿，但由于整理剂本身的性质，其浓度达到一定值后，再增加对拒水性能也不会有太大影响，反而会影响织物服用性能。综合考虑整理剂浓度控制在30 g/L 左右。

从表1 还可以看出，当拒水拒油整理剂浓度一定时，随着织物轧余率的增大，水接触角先变大后变小，即涤棉混纺织物的拒水性能先变好后变差，最合适的轧余率在63%～68%。这是因为织物经过浸轧带的整理液虽然很多，但在焙烘时并不是所带整理剂溶液都能发生自身交联反应［6］，也不是所有生成的网状薄膜都能吸附在织物表面，超过一定量反而会对两者之间的结合产生阻碍。

2.2 拒油性能

表2 和表3 是涤棉混纺织物经过不同的拒水拒油整理剂浓度和轧余率整理后的机油接触角和花生油接触角。

表2 涤棉混纺织物拒机油性能的测试结果

表3 涤棉混纺织物拒花生油性能的测试结果

从表2 和表3 可以看出，经过拒水拒油整理后涤棉混纺织物的油接触角的变化趋势和水接触角的变化趋势相同，即织物拒油性能随着整理剂浓度升高而变好，在达到30 g/L 时几乎不再变化；随着轧余率增大，拒油性能先变好再变差，在63%～68%时达到最好。除此之外，涤棉混纺织物的机油接触角比花生油接触角小，即拒机油的性能比拒花生油的性能差。

2.3 断裂强力

表4 是涤棉混纺织物经过不同的拒水拒油整理剂浓度和轧余率整理后的断裂强力。

表4 涤棉混纺织物拉伸断裂强力的测试结果

如表4 所示，涤棉混纺织物的断裂强力随整理剂浓度和轧余率的升高而变大。原织物的断裂强力为1 280 N，整理后的部分织物强力大于原织物。轧余率越大，织物断裂强力增大的程度逐渐减缓，且最低整理剂浓度整理织物的断裂强力随轧余率增大的幅度最大。

发生这种现象是因为拒水拒油整理剂浓度越高、轧余率越大，其越易发生自身交联生成网状薄膜，并靠机械作用缠附在织物表面，或者通过物理作用与织物结合，如氢键、范德华力等，这使得织物中纤维之间的结合变得越来越紧密，所以织物的断裂强力增大。同时，用于试验的涤棉混纺织物的强力本身就很大，所以整理后织物强力变化虽然不明显，但可以看出总体趋势是增加的。

2.4 透气性

因为涤棉混纺织物浸轧不匀，导致织物不同部位的透气率出现较大差异，所以测试透气性能时选择5 个不同位置进行测试，然后取平均值。表5 是涤棉混纺织物经过不同的拒水拒油整理剂浓度和轧余率整理后的透气率平均值。

表5 涤棉混纺织物透气性能的测试结果

由表5 可知，涤棉混纺织物的透气率随着整理剂浓度和轧余率的升高而降低。除去个别误差数值，几乎所有整理后织物的透气率都比原织物的透气率28.77 mm/s 小，但整理后织物的透气率差距不大。与原织物相比，整理后涤棉混纺织物的透气率降低不多，因为涤棉混纺织物本身的透气性就很低，所以整理后对其的消极影响不大。这种现象的产生是因为随着拒水拒油整理剂浓度增大、轧余率增大，与纤维间作用越强烈，织物表面吸附的拒水拒油物质越多，使组成织物的纱线间的空隙被不断填充，变得越来越小，所以经过该整理的涤棉织物的透气性变差。

2.5 悬垂性

表6 和表7 是涤棉混纺织物经过不同的拒水拒油整理剂浓度和轧余率整理后的静态悬垂系数和动态悬垂系数。

如表6 和表7 所示，涤棉混纺织物的静态、动态悬垂系数随整理剂浓度和轧余率的升高而变小，即织物悬垂性变差了。这是因为拒水拒油整理剂浓度越高、轧余率越大，作用越强烈，在织物表面生成的网状薄膜被吸附的越多，织物越硬挺。

表6 涤棉混纺织物静态悬垂系数的测试结果

表7 涤棉混纺织物动态悬垂系数的测试结果

3 结论

（1）拒水拒油整理剂FG-921 的拒水拒油效果良好，其浓度越高，则经过整理的织物拒水拒油性能越好，但增值放缓，其浓度达到30 g/L 时拒水拒油效果已较理想，所以配制时不需要再高。

（2）随着轧余率的增加，织物拒水拒油效果先变好再变坏，当轧余率在63%～68%时，拒水拒油效果达到最好。

（3）整理剂浓度越高、轧余率越大时，织物透气性越差，悬垂性越差，断裂强力越大。