氧化改性聚乙烯蠟微乳液在羊毛針織物 抗起毛起球整理中的應用

氧化改性聚乙烯蠟微乳液在羊毛針織物抗起毛起球整理中的應用

何麗清，文水平，黃桂珍，薛桂萍
(廣東紡織職業技術學院輕化工程系，廣東 佛山 528041)
摘 要:采用氧化改性聚乙烯蠟乳液與聚氨酯協同作用應用于羊毛針織物抗起毛起球整理中。氧化改性聚乙 烯蠟乳液具有潤滑和降低摩擦因數的作用，且成膜均勻，覆蓋性好，而且高密度氧化改性聚乙烯蠟的分子量相對較 大、熔化點高，還有優良的耐磨損性和耐洗滌性。經其整理后的織物不僅具有優異的抗起毛起球性能(達 4 ～ 5 級)，且手感軟滑，頂破強力有所提高。
關鍵詞:氧化改性聚乙烯蠟;乳化;微乳液;抗起毛起球;聚氨酯
中圖分類號:TS195. 5 文獻標識碼:A 文章編號:1003-1456(2010)04-0001-04

羊毛作為一種高檔的天然纖維，一直深為人們 所喜愛。近年來，國內外市場對各種款式新穎的羊 毛針織物需求越來越大，特別是采用低線密度精紡 防縮羊毛紗線編織生產的針織羊毛產品，具有輕薄、 時尚、高檔等優良特性，是高品位人士春夏季服裝的 理想選擇 ［1］ 。

毛紡織物機械起球的因素有纖維的材料、韌性、 直徑、長度以及纖維的卷曲等 ［2］ ，織物的結構組織 也是起球的重要因素，如針織結構(布面豐滿參數) 的緊度會影響起毛起球以及起球脫落的趨勢。目 前，在染整工序中常采用加法或減法進行抗起毛起 球整理。減法如采用鹵素剝鱗，很容易造成纖維損 傷，從而使纖維強度下降。加法如采用水溶性熱反 應型聚氨酯樹脂，能在纖維表面交聯成膜，降低纖維 的定向摩擦效應，將該樹脂施加到織物上后，經熱處 理使保護劑脫離，反應性異氰酸基使樹脂自身交聯形成網狀結構，失去了水溶性，成為耐水和耐溶劑性 很強的樹脂薄膜 ［3］ 。但是聚氨酯整理容易使織物 喪失原有風格，手感變硬 ［4］ 。有鑒于此，本文實驗 制得一種氧化改性聚乙烯蠟乳液，與聚氨酯協同作 用應用于羊毛針織物抗起毛起球整理中。由于氧化 改性聚乙烯蠟乳液具有潤滑和降低摩擦因數的作 用，且成膜均勻，覆蓋性好，而且高密度氧化改性聚 乙烯蠟的分子量相對較大、熔化點高，還有優良的耐 磨損性和耐洗滌性 ［3］ ，經其整理后的織物不僅具有 優異的抗起毛起球性能(達 4 ～ 5 級)，且手感軟滑。

由于各種蠟產品無毒、無腐蝕性、化學性能穩 定，而且具有可拋光性、自修復性、抗擦痕性和耐用 性，因而用途廣泛。但目前所用的各類蠟產品中主 要還是石蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟等，這些都具有非極 性的碳氫長直鏈結構，分子中不含親水基團，故其乳 液的制備比較困難，即便得到乳液也是一種熱力學 不穩定體系，故應用受到較大的限制。本文將主要 探討高密度氧化改性聚乙烯蠟乳化液在羊毛針織物 抗起毛起球中的應用。

通過系列實驗，確定高密度氧化改性聚乙烯蠟 Hi － Wax 4051E 的高溫高壓乳化方法，即乳化劑總 用量為氧化聚乙烯蠟質量的 30% (其中異構脂肪醇 聚氧乙烯醚 A 和脂肪醇聚氧乙烯醚 B 按照 1∶ 1的質 量比進行混合)，在快速升溫到 130 ℃ 后恒溫，以一 定的速度攪拌乳化 30 min 左右即可。

1 實驗

1. 1 紗線及原料

試樣為 31. 25 tex × 2 單面平針純羊毛(60 支美 利奴羊毛)針織物(上海開開羊毛衫廠)，實驗前需 進行洗滌及松弛處理。處理工藝:209 凈洗劑 5% (owf)，溫度 42 ℃ ，浴比 1 ∶ 40，滾 動 2 min，浸 漬 4 min，脫水 2 min，烘干。

抗起毛起球劑 ATP(上海德桑精細化工有限公 司);高密度氧化改性聚乙烯蠟 Hi － Wax 4051E(自 制)。

1. 2 設備與儀器 

SME 672 － 32 型工業洗衣機(廣州市中聯實業 機械廠);RY － 12000 型染色機(上海龍霎電子科技 有限公司);YG511N 型箱式起球儀(南通宏大實驗 儀器有限公司);TNC04 型頂破強力測試儀(東莞市 東銘儀器有限公司)。

3 染色工藝 

染液配方:弱酸性藍 1% ( owf)，平平加 O 為 0. 5% (owf)，滲透劑 JFC 0. 5% (owf)，pH 值 4(60% 醋酸調節)，浴比 1∶ 30。染色工藝曲線見圖 1。染色 后經皂洗色牢度測試為 3 ～ 4 級。

1. 4 抗起毛起球整理工藝 

抗起毛起球整理劑 ATP 主要成分為高分子聚 合物樹脂乳液，聚合物主鏈上具有活性基團。這些 活性基團具有多功能性和較強的活性，可以自身交 聯，也可以與纖維上的活性基團鍵合，在織物表面形 成具有一定強度、耐洗、柔軟、彈性好的網狀薄膜。 利用聚合物在纖維表面交聯成膜的功能，使纖維表 面包覆一層耐磨的高分子薄膜，減弱纖維的滑移，減 少起毛傾向;同時，聚合物均勻地交聯凝聚在紗線的 表層，使纖維末梢黏附于紗線上，摩擦時不易起球。 ATP 在織物整理過程中具有優良的成膜性能和滲透 性 ［5］ ，使之在織物表面成膜的同時能滲入到纖維內 部，使纖維與毛絨交聯黏結形成網狀膜結構，與潤滑 性能良好的氧化改性聚乙烯蠟協同作用，從而起到 良好的抗起毛起球效果。

1. 4. 1 整理工藝方案 

浸漬工藝:染色羊毛針織物→浸漬整理液(氧 化 改 性 聚 乙 烯 蠟 乳 液 ) → 脫 水 → 預 烘 ( 90 ～ 100 ℃ × 3 min) →焙烘(150 ℃ × 3 min)。

工藝處方:氧化改性聚乙烯蠟乳液 X% (owf)， 水性聚氨酯 ATP 乳液 Y% (owf)，浴比 1∶ 10 ～ 1∶ 15， 醋酸調節 pH 值至 6。

1. 4. 2 織物起毛起球性能的測試 

馬丁代爾起毛起球法(Martindale Piling Test)主 要模擬當織物自身較頻繁摩擦后的起毛起球狀況， 主要適用于毛織物及其他易起球的織物。按照國家 標準 GB /T 4802. 2—2008，將被測織物夾于馬丁代 爾測試儀上，試樣的正面與另一塊織物的正面在一 定壓力下按李莎茹曲線的軌跡相互摩擦，其摩擦軌 跡剛開始為一條直線，接下來逐漸變為橢圓形，最后 又在原直線的垂直方向成一條直線。摩擦應在規定 的壓力下進行，摩擦1 000轉。試樣選取方法為在同 一塊布上剪取 2 組試樣，一組為直徑 40 mm 的試樣 4 塊，另一組為直徑 140 mm 的自身磨料 4 塊。試樣 在標準大氣下調濕 48 h 后測試 ［6］ 。摩擦結束后，在標準的視覺條件下，一般與洗滌前或洗滌后的原布 對比，查看其起毛起球及其他外觀變化的程度，并以 級數來報告其抗起毛起球性，1 級最差，5 級較好，允 許有半級 ［7］ 。

2 結果與討論

2. 1 整理工藝對織物抗起毛起球的影響
2. 1. 1 pH 值

圖 2 為 ATP 4% (owf)，氧化改性聚乙烯蠟 2% (owf)，焙烘 150 ℃ × 3 min 條件下不同 pH 值時，織 物抗起毛起球的測試結果。從圖 2 可看出，pH 值在 6 左右抗起毛起球效果可達 4 級左右。pH 值再增 大，抗起毛起球性能下降。分析原因，可能因為羊毛 纖維不耐堿，隨 pH 值增大，羊毛肽鏈間的鹽式鍵逐 漸被破壞，纖維強度下降，纖維自由末端增多，導致 抗起毛起球性能下降。

2. 1. 2 ATP 用量 

圖 3 為氧化改性聚乙烯蠟 2% (owf)，pH 值 6， 焙烘150 ℃ × 3 min 條件時，不同 ATP 用量時，織物 抗起毛起球的測試結果。從圖 3 可看出，隨 ATP 用 量增加，羊毛針織物抗起毛起球性能增強，但隨著 ATP 用量增加，織物上交聯膜增厚，引起織物手感發 硬，綜合考慮成本，ATP 用量采用 4% ( owf) 比較 合適。

2. 1. 3 氧化改性聚乙烯蠟用量 

圖 4 為 ATP 4% (owf)，pH 值 6，焙烘 150 ℃ × 3 min條件下，不同氧化改性聚乙烯蠟用量時，織物 抗起毛起球的測試結果。從圖 4 可知，隨氧化改性 聚乙烯蠟用量加大，抗起毛起球性能增加，但考慮到 成本因素，采用 2% (owf)用量比較合適。

2. 1. 4 焙烘溫度 

圖 5 為 ATP 4% (owf)，氧化改性聚乙烯蠟 2% (owf)，pH 值 6，焙烘 3 min 時，不同焙烘溫度，織物抗起毛起球的測試結果。從圖 5 可知，焙烘溫度 150 ℃ 整理效果較佳，溫度低于 150 ℃ 交聯不充分， 并且由于高密度聚乙烯蠟的熔點為 125 ℃ ，焙烘溫 度必須高于蠟的熔點。到達 150 ℃ 后，隨溫度升高， 整理效果下降，可能是羊毛纖維在高溫下肽鍵水解 導致纖維失重和機械性能下降，大分子鏈斷裂增多， 起毛起球現象增多。

2. 1. 5 焙烘時間 

圖 6 為 ATP 4% (owf)，氧化改性聚乙烯蠟 2% (owf)，pH 值 6，焙烘溫度 150 ℃ 時，不同焙烘時間，織物抗起毛起球的測試結果。從圖 6 可知，焙烘 3 min最合適，焙烘時間太短整理劑交聯不充分，焙 烘時間太長會損傷纖維。

因此 得 出 最 佳 整 理 工 藝 條 件 為: ATP 4% (owf)，氧化改性聚乙烯蠟 2% (owf)，pH 值 6，焙烘 溫度 150 ℃ ，焙烘時間 3 min。

2. 2 整理前后織物強力變化

 整理前 后 羊 毛 針 織 物 的 頂 破 強 力 按 照 美 國 ASTM D3787∶ 2001 的測定方法進行測試，頂破強力 測試結果為原樣 135. 8 N，1% (owf) 氧化改性聚乙 烯蠟整理織物為 146. 7 N，2% (owf) 氧化改性聚乙 烯蠟整理織物為 162. 4 N。織物經過后整理，纖維 表面形成了一層薄膜，纖維之間的結合力得到提高， 使得紗線的強力增加。整理過程中氧化改性聚乙烯 蠟乳液滲入紗線之間，焙烘后在其表面成膜，而該膜具有良好的平滑性能，從而顯著降低纖維間的摩擦 因數，紗線容易滑動，受力更均勻，從而能經受更大 的頂破外力，最終表現為羊毛針織物頂破強力增加。

3 結論 

①氧化改性聚乙烯蠟乳液與水性聚氨酯一起并 用時，利用其協同作用，有助于提升羊毛針織物的抗 起毛起球效果，并且還可以提高織物的頂破強力。 

②氧化改性聚乙烯蠟乳液用于羊毛針織物抗起 毛起球整理的較佳工藝為:ATP 4% (owf)，氧化改 性聚乙烯蠟 2% (owf)，pH 值 6，焙烘溫度 150 ℃ ，焙 烘時 間 3 min。整 理 后 織 物 的 抗 起 毛 球 等 級 可 達4 ～ 5 級。

參考文獻: 

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［4 ］ 段新峰. 抗起毛起球劑 KD － 1［J］. 印染，2008(24):35 － 37. 

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