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多元羧酸無甲醛免燙整理工藝因素探討

來源：印染在線　發布時間：2015年02月26日

引言

隨著人類對賴以生存的自然和生態環境越來越廣泛的關注，人們對紡織品和紡織化學品在穿著和使用中的安全性問題，以及在生產過程中可能對環境造成的不利影響也越來越重視。人們對服裝的要求除了追求穿著舒適和料理簡便外，非常重視紡織品的安全性。純棉高支府綢用作高檔的襯衫面料受到人們的青睞，但其易皺、易縮水，為了提高純棉高支府綢的產品檔次，對其進行無甲醛免燙整理顯得尤為重要。

用于織物防皺免燙整理的防皺整理劑品種較多，目前大多應用的是酰胺和甲醛的初縮體，特別是二羥甲基二羥基乙烯脲（2D）及其衍生物，這類防皺整理劑整理后的織物，雖然有較好的防皺免燙效果，但整理后的織物上含有游離甲醛，對人體健康帶來危害，國際上對織物含游離甲醛殘留量的標準越來越嚴。本文選擇1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）和聚馬來酸為抗皺主體，以氧化鋅包覆納米二氧化鈦固體超強酸為催化體系的性能和應用工藝作一些探討。

一、無甲醛免燙整理劑

多元羧酸無甲醛整理劑用于棉織物整理，在60年代中期就有人研究。80年代后期至90年代初，Welch、Andrews BAK、Yang等人研究用磷酸鹽作為多元羧酸與纖維素分子之間發生酯化反應的催化劑，取得了一定的效果。其免燙性能有所提高，耐洗牢度得到改善，即使在堿性條件下洗滌，酯鍵也不易水解。這一突破促使多元羧酸作為無甲醛整理劑的開發和研究取得了進展。多元羧酸的品種較多，已研究用于織物的有十多種，其中研究得最多，整理效果最為突出的是1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）。

BTCA是一種白色晶體，易溶于水。其水溶液呈酸性，不含任何游離和結晶態的甲醛，用四羧酸丁烷（BTCA）整理織物不易泛黃，色變較小，彈性好、耐洗，但成本較高（價格約是2D樹脂的十倍）。BTCA與纖維的反應歷程為,BTCA脫水成酐，然后與纖維分子發生酯化反應,在纖維大分子之間產生交聯作用。

此外也有采用聚馬來酸（PMA）、檸檬酸（CA）為整理劑的。馬來酸酐在軋-烘-焙的工藝中能自身聚合，同時在催化劑作用下還能與其他單體共聚，或與纖維上的-OH和-NH2交聯；檸檬酸（CA）是α-羥基酸，在分子結構中含有羥基，在焙烘過程中，一方面羧基脫水成酐，同時，羥基與臨近的碳原子上的氫受熱脫去而成烏頭酸（丙烯三酸），并可進一步脫去二氧化碳形成衣康酸（甲叉丁二酸），烏頭酸和衣康酸都是不飽和酸，由于它們分子結構中不飽和鏈的存在，在加熱焙烘過程中，使織物泛黃變色。采用聚馬來酸和檸檬酸混用，一方面可提高防皺效果，另一方面也可降低織物的黃變。

本文選擇1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）以及聚馬來酸和檸檬酸（TMPA/CA）作為交聯劑進行試驗。

二、催化劑

1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）以及聚馬來酸/檸檬酸（TMPA/CA）對織物進行防皺免燙整理，關鍵是催化劑的選用。目前BTCA的整理能取得進展，主要是催化劑或混合催化劑的不斷改進。已研究過的催化劑包括強酸、堿類和磷酸鹽等。以強酸為催化劑，織物的強力損失很大；以堿為催化劑，強力損失可有所改善，但防皺免燙效果比不上DMDHEU（2D樹脂）；以各種磷酸鹽為催化劑，其中以次磷酸鈉效果最好，但其價格較高，用量也不低，對于染色織物整理會產生色變，特別對硫化染料和部分活性染料，色變更嚴重，加上含磷化合物排放至江河湖海，易造成富營養化，污染水源。因此選用合適的催化劑是關鍵，我們選用氧化鋅包覆納米二氧化鈦固體超強酸為催化劑，為織物防皺免燙整理提供了新的催化劑來源。