圖4 催化劑用量對頂破強(qiáng)力的影響 圖5 催化劑用量對甲醛含量的影響 圖6 催化劑用量對縮水率的影響
由圖4～6中可看出，在MgC12·6H2O的催化作用下，樹脂與纖維素反應(yīng)形成共價交聯(lián)更加充分，使纖維從形變中回復(fù)的能力提高，且隨著催化劑用量的增加，織物緯向縮水率降低。同時甲醛的釋放量也逐漸減少，但織物強(qiáng)力逐漸下降。綜合考慮，催化劑用量為20％ (對樹脂質(zhì)量)時，織物各項性能可以達(dá)到后續(xù)加工強(qiáng)力、縮水率及游離甲醛的限定要求。
2.4 整理液pH對防縮整理效果的影響
通常情況下，樹脂防縮整理是在弱酸性介質(zhì)中進(jìn)行的，故此選取4種不同pH條件，樹脂40 g／L，催化劑MgC12·6H20 20％ (對樹脂質(zhì)量)，170℃焙烘60 s對織物進(jìn)行防縮整理，并測定整理后織物的性能，結(jié)果見圖7～9。
圖7 整理浴pH對頂破強(qiáng)力的影響 圖8 整理浴pH對甲醛含量的影響 圖9 整理浴pH對縮水率的影響
由圖7可知，pH越低，織物頂破強(qiáng)力越小。這是因為pH越低，有利于樹脂與棉纖維素大分子進(jìn)行充分的共價交聯(lián)反應(yīng)，在纖維的基本結(jié)構(gòu)單元及大分子間引入一定數(shù)量的共價鍵后，各單元間的移動性受到限制，與未整理的纖維相比，負(fù)擔(dān)外力的情況更加不均勻，紗與紗之間的滑移性下降，從而頂破強(qiáng)力降低。另外，棉纖維不耐酸，在酸性條件下棉纖維本身也會部分水解，使強(qiáng)力下降。
由圖8可以看出，隨著pH的逐步升高，甲醛釋放量逐漸增大。根據(jù)質(zhì)子催化理論，pH越低，質(zhì)子濃度越大，其催化作用越強(qiáng)，樹脂與纖維分子反應(yīng)形成共價鍵越多，未反應(yīng)的殘余樹脂量則越少，織物甲醛釋放量越低，隨著pH的升高，樹脂與織物的交聯(lián)度逐漸降低，當(dāng)pH在6.5時，樹脂與織物交聯(lián)不充分，導(dǎo)致甲醛釋放量嚴(yán)重超標(biāo)。
在織物甲醛釋放量及縮水率達(dá)標(biāo)的前提下，要盡量降低織物頂破強(qiáng)力的損傷，提高織物內(nèi)在質(zhì)量。
綜合考慮，選取整理浴pH為4.5。
2.5 焙烘溫度對防縮整理效果的影響
2.5.1 焙烘溫度對強(qiáng)力、甲醛含量及縮水率的影響
焙烘過程就是整理劑與纖維素發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的過程，因此焙烘溫度和時間對交聯(lián)程度有很大影響。選取3種不同焙烘溫度，樹脂40 g／L，催化劑MgC12·6H20 20％ (對樹脂質(zhì)量)，pH 4.5，焙烘60 s對織物進(jìn)行防縮整理，并測定整理后織物的性能，結(jié)果如圖10～12。
圖10 焙烘溫度對頂破強(qiáng)力的影響 圖11 焙烘溫度對甲醛含量的影響 圖12 焙烘溫度對縮水率的影響
如圖10～12所示，焙烘溫度越高，由于交聯(lián)反應(yīng)越完全，所以樹脂整理效果越好，且甲醛釋放量越低。但棉纖維在高溫、催化劑及酸性條件下會加劇降解反應(yīng)，導(dǎo)致織物頂破強(qiáng)力下降。焙烘溫度大于185℃ ，共價交聯(lián)反應(yīng)劇烈，頂破強(qiáng)力已小于250N，織物內(nèi)在質(zhì)量達(dá)不到要求；焙烘溫度在175℃左右，共價交聯(lián)反應(yīng)充分，形成的交聯(lián)鍵穩(wěn)定，未交聯(lián)的羥甲基減少，因此甲醛釋放量低于70×10-6，頂破強(qiáng)力在300 N以上；焙烘溫度低于165℃，織物頂破強(qiáng)力較大，但織物縮水率和游離甲醛量達(dá)不到要求，所以焙烘溫度選擇175℃。
2.5.2 焙烘溫度對色光的影響
焙烘溫度對染色織物的色差也有一定影響，樹脂與纖維形成共價交聯(lián)的同時，有可能與部分活性染料上的亞胺基或羥基發(fā)生共價交聯(lián)，改變了染料色光。另外，焙烘溫度不合適，會使棉纖維黃變也加劇，色差必然增大。焙烘溫度對整理效果的影響主要表現(xiàn)在表觀深度K／S值、飽和程度c及色相H等的變化上。選取3種不同焙烘溫度，樹脂40 g／L，催化劑MgC12·6H20 20％ (對樹脂質(zhì)量)，pH 4.5，焙烘60 s分別對染色織物進(jìn)行整理，并測定整理后織物的色光，結(jié)果表1。
表1 焙烘溫度對色光的影響
由表1可以看出，經(jīng)整理后，3組試樣△a>0，表示色光偏紅；△b<0，表示色光偏藍(lán)；△C>0，表示顏色飽和鮮艷；△L<0，表示偏深。表明整理后，試樣均向偏紅、偏藍(lán)和偏深方向轉(zhuǎn)移。這可能是由于干熱尤其是高溫焙烘條件下，染料與纖維表層的樹脂整理劑進(jìn)行再分配，從纖維內(nèi)部向表層進(jìn)行遷移和溶解，從而導(dǎo)致色變。因此，在實際生產(chǎn)中應(yīng)對焙烘溫度等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，對所用染料、樹脂整理劑等進(jìn)行篩選，使色差△ 控制在合理范圍內(nèi)，以免影響產(chǎn)品質(zhì)量。
在實際生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)工藝的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，降低實際能耗與生產(chǎn)成本，在焙烘時間為60 s條件下，選定焙烘溫度為175℃。
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