橋鍵式抗皺整理增強(qiáng)毛織物耐洗性

　　主持：梁楓
　　
　　嘉賓：武漢紡織大學(xué)副校長(zhǎng)徐衛(wèi)林教授
　　
　　主持人：徐教授，你們的科研團(tuán)隊(duì)在不同紗線的漿紗及不同紡織面料的后整理方面做了很多研究工作，請(qǐng)問你們開展這項(xiàng)研究工作的出發(fā)點(diǎn)是什么？
　　
　　徐衛(wèi)林：10年前，我們團(tuán)隊(duì)剛進(jìn)入上漿課題的研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同品種的紗線采用的漿料配方不同，相同品種不同規(guī)格的紗線上漿配方不同，而相同品種相同規(guī)格的紗線不同經(jīng)密度的經(jīng)軸上漿方案還是不同。在這繁雜的現(xiàn)象中，究其本質(zhì)就是纖維表面性能的差異性導(dǎo)致上漿時(shí)浸透層和被覆層性能的差異。不同的纖維其表面性能差異很大，甚至*不同。
　　
　　主持人：對(duì)于天然蛋白質(zhì)纖維——羊毛而言，它的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？
　　
　　徐衛(wèi)林：羊毛纖維的結(jié)構(gòu)與棉纖維截然不同。羊毛纖維基本是由氨基酸螺旋大分子組成，其結(jié)構(gòu)分為鱗片層和皮質(zhì)層。每一個(gè)鱗片是一個(gè)細(xì)胞，稱為表皮細(xì)胞，由細(xì)胞間質(zhì)CMC粘結(jié)組合成羊毛表面的連續(xù)覆蓋的鱗片層。中間的皮質(zhì)層主要是由角質(zhì)蛋白構(gòu)成，具有良好的吸濕性能，其公定回潮率為15%~16%。鱗片層的鱗片是角質(zhì)化細(xì)胞在成形后失去了細(xì)胞核和原生質(zhì)，成為死細(xì)胞組織的角質(zhì)薄片。鱗片分為外表皮層、次表皮層和內(nèi)表皮層。外表皮層在鱗片zui外層，厚度為5nm~10nm，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐堿、耐強(qiáng)酸、耐氧化，它是由角質(zhì)化了的蛋白質(zhì)組成，含硫量高，組織致密。次表皮層是非結(jié)晶蛋白質(zhì)的凝集物，其中含有16%的*。內(nèi)表皮層主要是非角質(zhì)化的蛋白質(zhì)，*的含量大約在3%。羊毛鱗片的作用是抵抗外界機(jī)械、化學(xué)物質(zhì)等的侵蝕。由于鱗片的外表皮層的致密性和化學(xué)惰性，羊毛表層的親水性能和反應(yīng)活性都很低。鱗片在生長(zhǎng)過程中，前緣向著纖維頂端形成突出臺(tái)階。因此與羊毛纖維發(fā)生不同方向的摩擦?xí)r，會(huì)產(chǎn)生摩擦的各向異性。
　　
　　五種抗皺整理各有局限
　　
　　主持人：目前，對(duì)羊毛通常采用樹脂抗皺整理，這種方法是否呢？
　　
　　徐衛(wèi)林：對(duì)羊毛采用樹脂抗皺整理，可以說有利也有弊。因?yàn)槿绻麅H僅通過表面活性劑和浸軋的方法將樹脂整理劑均勻地涂覆到羊毛織物中，由于羊毛鱗片的存在，羊毛織物與樹脂之間的界面層結(jié)合牢度就非常有限。在織物后期使用的過程中，受到熱濕和機(jī)械外力的作用，樹脂很容易脫落，抗皺效果持久性很難保證。后來，業(yè)界有人提出去除鱗片，直接將皮質(zhì)層曝露在外，這樣就可以解決界面的問題。
　　
　　雖然這種整理方法能夠解決界面牢度的問題，但是也帶來很多弊端，主要表現(xiàn)在：這種處理工藝耗時(shí)，對(duì)設(shè)備有一定要求；使羊毛纖維的主干受損，織物的強(qiáng)力得不到保證，耐用性不夠；去鱗片一般都是采用含氯的化學(xué)試劑，整理后的羊毛仍然殘留氯的成分，這對(duì)人體有較大的傷害。這些弊端使得這種整理方法沒有能夠持久使用。
　　
　　主持人：既然羊毛的鱗片層是一種化學(xué)惰性*的物質(zhì)，那是否意味著羊毛后整理中會(huì)存在結(jié)合牢度不好的問題？你們又是如何解決這一問題的？
　　
　　徐衛(wèi)林：羊毛是一種常用于面料的服用纖維，由于羊毛鱗片的化學(xué)惰性，羊毛面料的功能整理一直都是約束毛紡行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
　　
　　國(guó)內(nèi)外在抗皺防縮整理方面主要采用以下五個(gè)方面的方法：
　　
　　*種采用電暈或低溫等離子體處理，這一類處理方法具有一定的提升抗皺防縮的效果，但這種處理方法具有一定的時(shí)效性，效果不耐久；第二種在采用電暈或低溫等離子體處理后的羊毛織物再用整理劑處理，這種處理方法對(duì)提高整理劑與羊毛的界面結(jié)合力有幫助，比單純的采用抗皺防縮整理耐久效果明顯，但是仍然沒有解決不耐久的問題；第三種采用一定的化學(xué)方法將羊毛的鱗片部分或*除去，處理試劑滲透進(jìn)羊毛內(nèi)部與羊毛大分子端基絡(luò)合提高羊毛的抗皺防縮效果，這一類處理方法對(duì)羊毛織物的強(qiáng)力影響顯著，但影響織物的使用壽命；第四種在對(duì)羊毛鱗片處理后，再對(duì)羊毛采用整理劑處理，這種處理方法效果較好，但是織物的強(qiáng)力在剝鱗片時(shí)損傷嚴(yán)重，并且處理時(shí)間長(zhǎng)，工藝復(fù)雜；第五種直接對(duì)羊毛織物采用抗皺防縮整理劑處理，目前國(guó)內(nèi)外主要在整理劑中加入強(qiáng)氧化性或還原性的試劑，以提高聚合物與羊毛織物之間的結(jié)合力，但是由于羊毛表面的化學(xué)活性低，效果仍然有局限性。
　　
　　不對(duì)水資源產(chǎn)生污染
　　
　　主持人：目前，你們研究出比較的解決方案了嗎？
　　
　　徐衛(wèi)林：針對(duì)上述存在的問題，我們團(tuán)隊(duì)經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，提出了一種可有效提高羊毛織物抗皺整理效果耐久性的方法，我們給它取了一個(gè)名字：橋鍵式抗皺整理。這種方法由三步組成：*步，采用電暈放電設(shè)備對(duì)羊毛織物進(jìn)行處理，提高其表面親水性和增加比表面積，方便整理劑順利浸入織物；第二步，將偶聯(lián)劑通過浸軋的方式在織物表面形成偶聯(lián)劑分子膜；第三步，浸軋抗皺整理劑，并在一定的溫度下進(jìn)行加固處理。
　　
　　主持人：請(qǐng)您將每一步的原理解釋一下。
　　
　　徐衛(wèi)林：首先羊毛在經(jīng)過電暈放電處理后，刻蝕了部分羊毛纖維的鱗片外層，增加了羊毛纖維的表面積，刻蝕損傷的深度為納米級(jí)，對(duì)羊毛的主干皮質(zhì)層幾乎沒有任何損傷，解決了傳統(tǒng)工藝中預(yù)處理毛織物強(qiáng)力損失較大的問題。發(fā)生刻蝕部分的鱗片層化學(xué)活性比該部分原表層的化學(xué)活性高，增加了羊毛表面的化學(xué)活性。在電暈處理的過程中，在高速粒子的轟擊下，處理工作區(qū)域的氧氣會(huì)發(fā)生電離生成臭氧，臭氧的強(qiáng)氧化性使羊毛表層大分子被氧化，增加了羊毛表面的化學(xué)活性。電暈是一種無需用水的物理反應(yīng)過程，并且節(jié)水，無需任何化學(xué)試劑，不會(huì)對(duì)水資源產(chǎn)生污染。解決了傳統(tǒng)處理工藝不可避免的對(duì)水資源不同程度的污染問題，也解決了傳統(tǒng)工藝中殘留有機(jī)物揮發(fā)的問題。同時(shí)，電暈放電處理的時(shí)間短、運(yùn)行快，布樣無需加熱或堆置。這與傳統(tǒng)去鱗片處理工藝相比，具有時(shí)間短、強(qiáng)力保留率高的特點(diǎn)。
　　
　　羊毛織物在經(jīng)過電暈處理后采用化學(xué)處理，通過化學(xué)方法處理的羊毛織物表層覆蓋了一層分子膜，這層膜是由偶聯(lián)劑組成。偶聯(lián)劑水解后，分子間會(huì)相互發(fā)生縮合反應(yīng)，從而在羊毛表面形成了網(wǎng)狀的分子膜，每一個(gè)縮合后的分子片段都有兩個(gè)環(huán)氧基團(tuán)。當(dāng)羊毛織物在80~100℃的溫度間烘干時(shí)，環(huán)氧基團(tuán)會(huì)部分開環(huán)，開環(huán)的環(huán)氧基與羊毛表面分子發(fā)生化學(xué)縮合反應(yīng)，使偶聯(lián)劑分子膜通過化學(xué)鍵連接的方式與羊毛連接在一起，然后再采用抗皺整理劑整理，經(jīng)過烘干和焙烘處理。這一處理過程就使原先未開環(huán)的環(huán)氧基充分開環(huán)反應(yīng)，分別與水溶性聚氨酯和羊毛發(fā)生化學(xué)縮合反應(yīng)。
　　
　　整個(gè)化學(xué)處理過程改變了傳統(tǒng)工藝中樹脂和羊毛纖維的直接粘合方式，而是由偶聯(lián)劑聚合體上未開環(huán)的環(huán)氧基分別與羊毛和水溶性聚氨酯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，通過化學(xué)鍵連接的方式替代了傳統(tǒng)的氫鍵結(jié)合方式。橋鍵式抗皺整理法提高了界面的結(jié)合力，增強(qiáng)了羊毛織物抗皺整理效果的耐洗滌性。這項(xiàng)技術(shù)目前已申報(bào)了國(guó)家發(fā)明。
　　
　　主持人：這種方法已經(jīng)應(yīng)用到生產(chǎn)環(huán)節(jié)了嗎？
　　
　　徐衛(wèi)林：在實(shí)驗(yàn)室取得成功后，我們與有關(guān)毛紡公司聯(lián)合進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)，經(jīng)過多次摸索試驗(yàn)工藝，已經(jīng)成功生產(chǎn)出輕薄高支羊毛織物抗皺面料。
　　
　　經(jīng)過以上羊毛抗皺整理的實(shí)例，我們得出：對(duì)表面惰性的纖維，不管是天然的還是人造的，它都需要找到一種表面快速改性的方法，這種方法可能是某種單一的技術(shù)，可能是幾種技術(shù)的有序組合。通過恰當(dāng)?shù)谋砻婵焖俑男蕴幚砗蟮目椢铮俳?jīng)過整理，它的加工更加容易、牢度更好。我們通過深入研究纖維表面性能，掌握纖維表面的具體理化指標(biāo)，探索適應(yīng)各種表面性能的快速改性方法，這樣我們才能提升制造紡織品的能力。
　　
　　（來源：中國(guó)紡織報(bào)）