纳米粒子在棉织物易护理整理中的应用研究

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棉织物吸湿性好,穿着舒适,但不易护理,因此对棉织物进行抗皱整理来提高其服用性能有重要作用。目前抗皱整理主要采用小分子交联剂或树脂整理剂,使纤维素分子链间形成交联以限制纤维结构单元的相对滑移。本文利用纳米粒子的小体积和尺寸特点,将其应用于棉织物的常规易护理整理中,分别采用了纳米粒子的物理填充和原位生长两种方式,探究了纳米粒子进入棉纤维无定形区并阻碍分子链的相对滑移对棉织物物理机械性能的影响。  首先探索了丝素粒子、SiO2、笼型倍半硅氧烷(POSS)三种微纳米粒子在 BTCA/戊二醛对丝光棉织物、马来酸(MA)-衣康酸(IA)对液氨棉织物易护理整理中的物理填充作用,研究了粒子大小、浓度等因素对易护理整理的影响。结果表明,在丝光棉织物的整理中,BTCA整理液中加入30nm的SiO2后断裂强力均明显提高,折皱回复角(WRA)则有所下降;加入1.5nm的POSS后断裂强力提高的同时WRA也有提高。加入2%的纳米SiO2整理后织物的WRA相比添加1%的略有下降,对强力的影响不明显;而加入2%的POSS与添加1%POSS整理相比,织物WRA基本不变,断裂强力略有增加。与上棉织物吸湿性好,穿着舒适,但不易护理,因此对棉织物进行抗皱整理来提高其服用性能有重要作用。目前抗皱整理主要采用小分子交联剂或树脂整理剂,使纤维素分子链间形成交联以限制纤维结构单元的相对滑移。本文利用纳米粒子的小体积和尺寸特点,将其应用于棉织物的常规易护理整理中,分别采用了纳米粒子的物理填充和原位生长两种方式,探究了纳米粒子进入棉纤维无定形区并阻碍分子链的相对滑移对棉织物物理机械性能的影响。  首先探索了丝素粒子、SiO2、笼型倍半硅氧烷(POSS)三种微纳米粒子在 BTCA/戊二醛对丝光棉织物、马来酸(MA)-衣康酸(IA)对液氨棉织物易护理整理中的物理填充作用,研究了粒子大小、浓度等因素对易护理整理的影响。结果表明,在丝光棉织物的整理中,BTCA整理液中加入30nm的SiO2后断裂强力均明显提高,折皱回复角(WRA)则有所下降;加入1.5nm的POSS后断裂强力提高的同时WRA也有提高。加入2%的纳米SiO2整理后织物的WRA相比添加1%的略有下降,对强力的影响不明显;而加入2%的POSS与添加1%POSS整理相比,织物WRA基本不变,断裂强力略有增加。与上述纳米粒子粒径影响规律一致,在戊二醛整理浴中加入200nm的丝素粒子、30nm的SiO2也能够显著提高断裂强力,但WRA会降低;由于催化剂氯化镁会与POSS絮凝沉淀,降低了戊二醛与棉的反应中催化剂量,导致织物的WRA降低。在液氨棉织物的整理中,MA-IA整理浴中添加的纳米SiO2和POSS对液氨棉织物的WRA及其他物理性能的影响也符合上述规律;整理后织物的SEM分析表明粒径为30nm的SiO2的主要沉积在棉纤维或微纤之间,而尺寸为1.5nm的POSS则进入了棉纤维的微孔孔道内。上述结果表明本文选用的纳米粒子沉积在微纤间可以增强织物的断裂强力,沉积在微孔内则可以提高织物的WRA。  然后研究了硅溶胶纳米粒子原位生长在 MA-IA易护理整理液氨棉织物中的作用,探讨了硅酸盐-缓释剂体系中催化剂、释酸剂种类与用量以及不同处理工艺对液氨棉物理机械性能的影响。结果表明,硅酸盐单独处理不能固着于棉纤维内部,而在释酸剂的作用下能够形成溶胶固着于纤维中。通过浸轧-烘干、浸轧-汽蒸、冷轧堆三种生长方式的比较,发现低温原位生长法为最佳处理方式,最佳处理工艺为:硅酸钠2%,硫酸铵与硅酸钠的摩尔比1:8,DL-泛酰内酯3%,两浸两轧(带液率70%),堆置24h。对硅酸盐-缓释剂体系处理前后的织物进行 MA-IA易护理整理,发现直接硅溶胶处理对织物的WRA和白度值影响不大,但断裂强力保留率则明显提高,而撕破强力却有所下降;采用硅酸盐-缓释剂体系轧堆后用MA-IA整理液整理,能得到DP等级大于3.0,断裂强力保留率大于70%的易护理棉织物,明显高于常规低甲醛整理工艺(DP等级2.5,断裂强力保留率65%)。
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