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纺织品的拒污易去污性能及其测试

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纺织品的拒污、易去污性能及其测试1织物的沾污1.1沾污的种类沾污是指油脂和颗粒状物质不必要地沉积在纤维构成的纺织品的表面或内部的现象[1]一般污物可提成三类:a、固体粒子(干污),如泥土、尘埃、铁锈等,一般固体粒子是无机和有机的混合物;b、液状污物,此类污物重要是油脂类和脂肪类物质,如食物油脂、灰尘中的油脂、机械油脂及人体排出的油脂等;c、水溶性物质,此类污物重要是多种水溶性或半水溶性固体物质及着色物质,如盐、糖以及某些着色物质等污物往往是以上几类的混合[2]1.2污物的吸附纺织品沾污一般是上述污物沉积于纤维表面,有时污垢会渗入纤维表面或纤维束之间沾污是纤维性能、污物性能以及污物与纤维互相作用等诸多因素综合伙用的成果污垢在纺织品上一般通过静电效应、物理接触及洗涤沾污而粘附污垢重要吸附于纤维或纱线间、纤维表面的凹陷处、缝隙和毛细孔中,也有颗粒状污垢粘附于纤维表面的光滑部分,但这种粘附粒子大部分属“油粘附”作为油性污一旦沾污纤维后,它们会在纤维上扩散,随着扩散的进行,使清除难度提高[2]1.3织物的沾污因素织物沾污的因素一般有物理性吸附、化学性吸附、静电吸附和再沾污等[3]a、物理性吸附:织物在服用中与外界接触,发生污物的转移。

如与皮肤、大气、其她衣服或物体的接触污物粒子越小,比表面积就越大,沾污接触面也就越多,越易沾污这种吸附作用与织物的组织、密度、纤维性能有关稀疏织物,污物颗粒保持量多,紧密织物虽然不易积尘沾污,但清洗污尘较困难;织物表面平滑不易沾污,高下不平的织物凹陷部分容易积污;不规则截面的纤维较圆形截面的纤维易藏污此外,当织物上有一层油脂或柔软的热塑性高聚物时,更会粘上污物b、化学性吸附:悬浮和溶有污粒的液体透入纤维内部,污粒如果和纤维分子上的活性基做化学性的结合,以纤维作为固体溶剂而溶入其内,污粒固着于纤维[1]c、静电吸附:在没有与污物结合的状况下,静电效应会使织物沾污其吸尘限度取决于纤维所带的电荷和电量d、再沾污:在洗涤过程中,合纤织物由于疏水性,在水中的临界表面张力增长,形成了在水中污物再污染的也许除上述状况外,此外如污粒的沉积、分子运动的扩散、惯性的碰撞等,这些作用都可以使织物沾污[1]总之,干状污物在织物上重要是机械吸附,而油性污物则藉机械力、化学力和静电力作用所致,一般常有随着发生,其中液体污物作为颗粒的载体和粘结剂而使污物更为严重[3]2织物的拒污和易去污机理2.1织物的拒污2.1.1拒污机理织物表面能越高,表面张力越大,织物越容易被润湿,即织物越容易被油污沾污。

一般纺织纤维织物的表面张力都不小于水和油污,因此很容易被沾污若使织物拒水拒油,则必须使织物的临界表面张力低于水或油的表面张力即通过减少纤维织物的表面张力,能在一定限度上提高织物的抗污性固体污垢一般在织物表面不规则处和交叉点沉积,与纤维间的作用重要是机械吸附作用油脂性污垢重要通过机械吸附力和化学力(范德华力和粘附力)与织物表面相结合[1]因此,可通过减少或消除静电引力(如抗静电整顿),减少分子间作用力(如亲水化解决)、减少纤维与污物接触面积(如表面光滑化)等[2],使纤维表面能减少,减小污垢吸附力,削弱污垢的粘附力,从而改善污物的沾污[1]2.1.2防污整顿使纺织品具有防污性能的整顿称为防污整顿织物防污整顿技术重要有拒水拒油整顿、防污尘整顿、易去污整顿根据不同的织物原料和不同的使用目的,可选用合适的整顿措施和整顿剂[1]2.2织物的易去污2.2.1易去污机理纺织品在使用过程中会逐渐沾污抱负的纺织品一旦沾污后,在正常的洗涤条件污垢应容易洗净,同步,织物不会吸附洗涤液中的污物而再沾污使纺织品具有的这种性能称为易去污吸附于织物上的污垢要脱离织物,除与洗涤的有关因素有关外,同样取决于织物的表面性质。

当污物粘附于织物表面且结合力较强时,其污垢的接触角在0~90°;而当接触角不小于90°,且逐渐增大时,结合力逐渐减少,当接触角达到180°时,污垢即可脱离织物事实上,去污即是使接触角逐渐增大至180°,污垢(液污)“卷珠”而脱离织物对非极性纤维(如合纤)表面引进亲水性基团或用亲水性聚合物进行纤维表面整顿,即可提高纤维的易去污性,纤维的静电力也相应减少,从而减少颗粒污的沾污除从表面能角度考虑去污,同步还必须注重动力学作用缩短净洗的初始阶段,减少最后净洗阶段织物上的含污量,这也是易去污整顿的目的[2]易去污整顿事实上是增进水向纤维内部和油污-纤维界面的扩散,由于增进了界面的水化,因而易使油污与纤维分离水越易扩散,油污就越易脱落而水的扩散取决于易去污剂的溶胀能力,而溶胀能力来源于其化学性能、亲水性、交联度及水洗温度等固然,进水入后,使油污“卷珠”拜别还需要一定的机械作用力总的来说,只要使纤维亲水性增长,就能加快水的渗入,就能有助于去污[2]影响易去污性要素重要有两个方面,一是构成织物的纤维的亲水性,亲水性好的纤维易去污性能好二是经化学解决后,织物上整顿剂的极性大小,极性大的可以与水形成氢键的整顿剂若附着于疏水性纤维的表面,那么在洗涤时,污物则比较容易清除[3]。

易去污整顿重要从两方面加以解决,一是改善纤维的亲水性能,二是提高纤维在空气中的拒油污性能,即通过化学整顿改善织物的表面性能,减少其在空气中的表面张力,从而使织物具有干防油污性;洗涤时,易去污整顿剂中亲水性链段又会在织物表面定向排列,使其亲水化而产生去污和避免再沾污的作用[4]2.2.2易去污整顿易去污整顿重要用于合成纤维及其混纺织物的整顿,能赋予织物以良好的亲水性易去污整顿的措施就是在织物表面浸轧一层亲水性的高分子材料,如羟甲基纤维素、聚乙烯乙二醇和聚对苯二甲酸乙二醇酯的嵌段高聚物、丙烯酸含量不小于20%的聚丙烯酸酯共聚物以及其她具有羟基、羧基、磺酸基等亲水基团的高聚物,以此来改善织物的易去污性整顿工艺流程一般为:浸渍法浸轧→预烘→焙烘2.3拒污与易去污的关系抗污规定表面张力减少,而易去污又但愿亲水性提高,似乎抗污和易去污两者不可兼得然而,近十几年来,随着化学助剂工业的发展,具有氟链段和聚氧乙烯链段的化合物的产生,使得氧乙烯链段干态时成螺旋形,而氟链段铺展于纤维表面,因而呈既有机氟表面特性,表面张力大大减少,拒油拒污性提高,然而当其在湿态或浸入水中时,氧乙烯链段的水化作用,使其铺展于纤维表面,呈现氧乙烯的表面特性,亲水性提高,从而有助于水的扩散和渗入,特别是向纤维内部的渗入,使易去污性提高。

因此,若用这种整顿剂加工的织物既有拒污性又有易去污性[2]3纺织品的拒污和易去污原则和测试措施3.1纺织品拒污性能原则和测试措施3.1.1拒污性能检测原则纺织品拒污测试重要考核的是纺织品在一定条件下耐沾污或抵御油滴及污物的能力常用的拒油性测试也是拒污测试的一种目前,有关纺织品拒污检测的重要原则见表1表1国内外有关纺织品拒污检测原则原则类别原则号原则名称中国国标GB/T 19977-纺织品拒油性抗碳氢化合物实验中国行业原则FZ/T 01066-1999涂层织物耐沾污性测定措施美国染化工作者协会原则AATCC 118-AATCC 121-AATCC 122-1995AATCC 123-1995AATCC 151-1998AATCC 175-拒油性抗碳氢化合物实验地毯脏污目测评级法地毯脏污实用污染法地毯脏污迅速污染法抗污垢再沉积洗涤仪法抗沾污性绒类地毯国际原则ISO 11377-1997ISO 14419-1998铺地纺织品地面污物实验位置和测定纺织品拒油性抗碳氢化合物实验3.1.2拒污性能检测措施织物的拒污评价措施研究一般环绕防灰尘、再沾污性、污垢沾污等方面飘浮在空气中的灰尘,被静电吸附于纺织品上。

对由空气中飘浮污粒的自由带电而使灰尘附着的评价措施,可用集尘室的措施模拟进行影响灰尘沾污测定的因素诸多,涉及空气温湿度、灰尘种类、形态、浓度、电荷状态等但要将错综复杂的实际状况在实验室再现,是非常困难的再沾污性评估重要是针对洗涤时,已清除的污物成分在洗液中再附着的现象,有关再沾污性的评价重要采用洗涤实验机的措施,用表面反射率来表达污垢沾污就是选择合适的饮料、食物、化妆品、涂料、泥土、污布等滴或涂擦在试样上,经一定条件后,观测试样的污染限度[5]AATCC 118拒油测试和FZ/T 01066耐沾污性测试都是污垢沾污的评价措施3.1.2.1 AATCC 118-拒油性测试[6]织物拒油性能是用一系列不同表面张力的液体来测定的此法最早是3M公司提出的,而AATCC 118-应用了8个表面张力依次减少的烃类液体同系物其中以AATCC118-最为常用中国国标GB/T 19977-、国际原则ISO 1441-1998与AATCC 118的措施大体类似测试时,将两块20cm×20cm的试样在规定条件下调湿至少4小时后,平放在白色吸水纸上,白色吸水纸放在一种光滑的水平面上沿着试样纬向5个位置从最低档别的实验液体开始,将油滴(油滴的直径大概为5 mm或约0.05mL)小心滴于样品上,油滴之间至少相距4.0cm。

以约45°角观测液滴30±2s,如果试样和油滴接触面未发现渗入和润湿现象,则接着用较高级别的实验液体滴于样品上实验持续进行,直至试样在30±2s内浮现明显的润湿或吸液现象织物的拒油级别以30s内不能润湿织物的最高编号的实验液体表达如果两块样品的拒油级别相似,则报告这个级数;如果两块样品的级数不同,需再测试第三块样品,第三块样品的成果与前两块样品的任何一种成果相似时,报告此相似的级数;如果第三块样品的级数与前两块样品都不同,报告中间级数几种常用措施的拒油级别比较见表2[2]杜邦法和AATCC法是用1-8级的级别表达到果,3M法是用评分法表达到果3.1.2.2FZ/T 01066-1999涂层织物耐沾污性测定措施[7]本原则合用于服用或室内装饰用涂层织物耐沾污性的测定其原理是按规定措施和实验参数,将一种原则载污介质(原则污布)在马丁代尔型磨损实验仪上对涂层织物涂层面进行摩擦,用评估沾色用灰色样卡评价涂层面的沾污限度剪取4块试样,尺寸应比磨台外径大20mm,取样位置应均匀地分布于整个样品,但在距布边50mm内不应取样试样表面不应有影响实验成果的疵点存在将试样在温度(20±2)℃,相对湿度(65±2)%的原则大气中调湿24h以上。

表2拒油级别比较原则液构成拒油级别表面张力(25℃)/N白矿物油/%其她3M法杜邦法AATCC100-502131.45×10—575正十六烷-3-30.0×10—565正十六烷--229.6×10—590正庚烷60--29.3×10—550正十六烷-4-29.05×10—580正庚烷70--27.5×10—50正十六烷--327.3×10—50正十四烷-5426.35×10—570正庚烷80--25.7×10—50正十二烷-6524.7×10—560正庚烷90--24.25×10—50正癸烷-7623.5×10—550正庚烷100--23.15×10—540正庚烷110--22.4×10—5。

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