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棉作为一种重要的天然纤维，因其优异的保暖、舒适等性能而备受人们的亲睐，然而棉织物易起皱的缺点却严重影响了它的服用外观。起初，人们广泛使用N-羟甲基类整理剂如二羟甲基二羟基次乙基脲对棉织物进行抗皱整理；此类抗皱整理剂用量比较大，约为80g/L~120g/L，整理后的棉织物在服用过程中会释放大量甲醛，不利于人们的身体健康。尽管研究人员相继开发出低甲醛与超低甲醛类整理剂，但依然没有从根源上解决甲醛释放的问题。近几十年，研究人员都聚焦于开发无甲醛整理剂。研究表明，1，2，3，4-丁烷四羧酸（BTCA）是最具有潜力的无甲醛抗皱整理剂；但也存在着如下缺点：（1）用量大，通常在80g/L；（2）焙烘温度高，需在175℃以上；（3）在高温酸性条件下，棉织物的强力损伤严重；（4）BTCA的高效催化剂次磷酸钠是一种含磷化合物，过多使用会对环境造成一定的污染。这些因素都限制了BTCA工业化的推广。因此，在抗皱整理的过程中如何降低BTCA的用量也成为染整工作者的研究热点。本文利用低浓度BTCA与水性聚氨酯以及免烫树脂两种复合体系，采用两步法工艺对棉织物进行抗皱整理，赋予棉织物较好的抗皱性能，为工厂的实际应用提供实践指导。
首先，将BTCA和水性聚氨酯组成复合体系对棉织物进行两步法抗皱整理。先将棉织物浸轧低浓度的BTCA溶液，焙烘后BTCA分子在纤维内部充分交联；然后将整理好的棉织物继续浸轧水性聚氨酯溶液，焙烘后聚氨酯在棉织物表面成膜，利用两种整理剂的协同增效作用赋予棉织物较好的抗皱性能。设计并合成了一系列含固量约为30%的水性聚氨酯乳液，以此探究聚氨酯薄膜的性质与织物抗皱性能的关系。由于考虑到聚氨酯的相关性质，故选用活泼性适中的异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、疏水性的聚丙二醇（PPG）和亲水性扩链剂2，2-二羟甲基丙酸（DMPA）作为主要合成原料。研究发现，当聚氨酯薄膜的断裂强力>40N且断裂伸长率>400%时，能与BTCA一起赋予棉织物较好的抗皱性能，织物的折皱回复角由原布的128°提高至220°，织物的撕破强力保留率达到70%以上。水性聚氨酯的最佳合成工艺条件是：R（异氰酸酯基团与多元醇羟基的摩尔比）值为3.8，聚丙二醇分子量为PPG-1000，扩链剂DMPA含量为7%。织物的最佳整理工艺是：棉织物先浸轧30g/L的BTCA溶液，带液率80%左右，80℃条件下烘干3min，175℃条件下焙烘90s。整理好的棉织物再次浸轧浓度为50g/L的水性聚氨酯溶液，80℃条件下烘干3min，135℃条件下焙烘90s，最后进行标准洗涤。
其次，将低浓度的BTCA和免烫树脂对棉织物进行复合抗皱整理，分析不同的整理工艺（一步法和两步法）对整理后棉织物抗皱性能的影响。实验证明，棉织物经过30g/L BTCA溶液浸轧后，在150℃焙烘5min的条件下，BTCA分子能够在纤维内部充分交联。因两步法需要进行两次高温焙烘，故适当降低了BTCA的焙烘温度，有利于实现工业化。探究了免烫树脂的浓度对棉织物抗皱性能的影响，通过减少免烫树脂和免烫树脂催化剂的用量，不仅降低了甲醛的释放量，还有效的降低了织物的强力损伤。研究得到的最佳整理工艺是：棉织物先浸轧30g/L的BTCA溶液，带液率80%左右，80℃条件下烘干3min，150℃条件下焙烘3min。整理好的棉织物再次浸轧浓度为50g/L的免烫树脂溶液，100℃条件下烘干3min，150℃条件下焙烘3min，最后进行标准洗涤。整理后测得棉织物的折皱回复角由原布的128°提高至250.1°，织物的经纬向撕破强力保留率达到73%以上，织物的甲醛释放量降低至23.55ppm。研究结果表明，一步法整理效果不理想的主要原因是：在一步法整理工艺中，BTCA和免烫树脂同时与棉织物上的羟基发生反应，免烫树脂与棉织物以醚键结合，而BTCA与棉织物以酯键结合，形成醚键的活化能比酯键的活化能低，所以在150℃条件下，免烫树脂优先和棉纤维发生交联反应，间接阻碍了BTCA与棉纤维发生交联反应，使得BTCA反应不充分。
首先，将BTCA和水性聚氨酯组成复合体系对棉织物进行两步法抗皱整理。先将棉织物浸轧低浓度的BTCA溶液，焙烘后BTCA分子在纤维内部充分交联；然后将整理好的棉织物继续浸轧水性聚氨酯溶液，焙烘后聚氨酯在棉织物表面成膜，利用两种整理剂的协同增效作用赋予棉织物较好的抗皱性能。设计并合成了一系列含固量约为30%的水性聚氨酯乳液，以此探究聚氨酯薄膜的性质与织物抗皱性能的关系。由于考虑到聚氨酯的相关性质，故选用活泼性适中的异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、疏水性的聚丙二醇（PPG）和亲水性扩链剂2，2-二羟甲基丙酸（DMPA）作为主要合成原料。研究发现，当聚氨酯薄膜的断裂强力>40N且断裂伸长率>400%时，能与BTCA一起赋予棉织物较好的抗皱性能，织物的折皱回复角由原布的128°提高至220°，织物的撕破强力保留率达到70%以上。水性聚氨酯的最佳合成工艺条件是：R（异氰酸酯基团与多元醇羟基的摩尔比）值为3.8，聚丙二醇分子量为PPG-1000，扩链剂DMPA含量为7%。织物的最佳整理工艺是：棉织物先浸轧30g/L的BTCA溶液，带液率80%左右，80℃条件下烘干3min，175℃条件下焙烘90s。整理好的棉织物再次浸轧浓度为50g/L的水性聚氨酯溶液，80℃条件下烘干3min，135℃条件下焙烘90s，最后进行标准洗涤。
其次，将低浓度的BTCA和免烫树脂对棉织物进行复合抗皱整理，分析不同的整理工艺（一步法和两步法）对整理后棉织物抗皱性能的影响。实验证明，棉织物经过30g/L BTCA溶液浸轧后，在150℃焙烘5min的条件下，BTCA分子能够在纤维内部充分交联。因两步法需要进行两次高温焙烘，故适当降低了BTCA的焙烘温度，有利于实现工业化。探究了免烫树脂的浓度对棉织物抗皱性能的影响，通过减少免烫树脂和免烫树脂催化剂的用量，不仅降低了甲醛的释放量，还有效的降低了织物的强力损伤。研究得到的最佳整理工艺是：棉织物先浸轧30g/L的BTCA溶液，带液率80%左右，80℃条件下烘干3min，150℃条件下焙烘3min。整理好的棉织物再次浸轧浓度为50g/L的免烫树脂溶液，100℃条件下烘干3min，150℃条件下焙烘3min，最后进行标准洗涤。整理后测得棉织物的折皱回复角由原布的128°提高至250.1°，织物的经纬向撕破强力保留率达到73%以上，织物的甲醛释放量降低至23.55ppm。研究结果表明，一步法整理效果不理想的主要原因是：在一步法整理工艺中，BTCA和免烫树脂同时与棉织物上的羟基发生反应，免烫树脂与棉织物以醚键结合，而BTCA与棉织物以酯键结合，形成醚键的活化能比酯键的活化能低，所以在150℃条件下，免烫树脂优先和棉纤维发生交联反应，间接阻碍了BTCA与棉纤维发生交联反应，使得BTCA反应不充分。