三、紡織品功能整理的發展
健康和環保是21世紀人們生活的主題,人們對紡織品的要求越來越高,個性化、高檔化、功能性紡織品已成為紡織品的發展趨勢。功能整理技術從簡單的化學整理,發展到目前的高新技術,如納米技術、微膠囊技術、生物技術等。生產各種功能性紡織品,需要在紡織品整理中注入許多高新整理技術,如等離子體整理、防水透濕整理、抗菌除臭整理、納米材料整理等新型整理技術,整理新技術的不斷提高,對促進功能性紡織品的開發,起到至關重要的作用。最近幾年,紡織品整理技術發展異常迅猛。
1.表面處理技術
涂層技術是近年來發展比較活躍的表面處理技術,涂層整理是在織物表面均勻地涂布功能性高聚物,賦予織物某種功能的表面整理技術。涂層整理中,整理劑不滲入織物內部,能保持織物柔軟的特點。涂層整理的主要目的是改變織物的外觀和風格。根據涂層材料和整理劑的不同可使織物增加許多新的功能,如防水、透濕、防污、防霉、防靜電、防紫外線、抗輻射、耐磨、防油、阻燃等。涂層加工后不經水洗,沒有污水排放問題,染色與涂層可以一步完成,效率高,生產簡便,節約能源,不受纖維種類的限制,適用于各種纖維織物加工。
2.化學功能整理技術
紡織品化學整理是具有特定功能的整理劑與纖維作用,它們之間可能發生共價鍵結合,也可能是離子鍵、配位鍵、氫鍵或范德華力結合,甚至可以是借助黏合劑將整理劑固著在纖維上。紡織品的化學整理具有以下特點:一是使用合成的化學品;二是整理效果的耐久性;三是能賦予紡織品新的服用功能。最近幾年化學功能整理發展很快,主要表現在氣候適應功能整理(溫度保持、防水透濕、防風拒水等),運動休閑功能(柔軟、彈性、吸濕散熱、抗拉伸與撕破等),衛生保健與醫療功能(防污、抗菌、保健與皮膚護理、芳香治療、負離子生成等),易護理功能(機可洗、快干、免燙等)和防護功能(抗靜電、阻燃、隔熱、介質防護、輻射防護等)。
3.復合功能整理技術
復合功能整理是將兩種或多種功能復合于一種紡織品上的技術,以提高產品的檔次和附加值。在紡織品多功能整理中,各種功能整理劑之間的協同效應是一個難題,例如,在阻燃、抗菌防臭復合整理中,由于目前市場上的抗菌整理劑品種很多,已阻燃整理的織物再進行抗菌防臭整理,如果抗菌防臭整理劑選用不當,不但面料原有的阻燃性喪失,而且也無法確保織物具有抗菌防臭性能,因此,需要對抗菌整理劑進行篩選和整理工藝優化。在阻燃、三防(防水、防油、防污)復合整理中,由于目前使用的三防整理劑大部分為含氟化合物,若不經過選擇就用于阻燃整理中,阻燃和三防效果都不好。
目前,多功能復合整理使紡織產品向深層次和高檔次方向發展,已取得了一些成果,如紀俊玲等利用納米技術成功地開發出具有抗紫外、抗菌、三防、免燙、負離子等多種功能的新型紡織品[1];羅維新等開發出了四防(防水、防油、防沾污、防皺)和易去污復合功能的棉織物等[2]。
4.功能整理中的高新技術[3,4]
隨著學科間相互交叉滲透日益頻繁,現代高新技術在紡織品功能整理中所發揮的作用越來越明顯,例如,等離子體技術、納米技術、超聲波技術、微膠囊技術等已在紡織品功能整理中得到廣泛應用,這些技術在縮短加工時間、降低環境污染、節約能源和提高紡織品質量及功能性方面起到了重要作用。
(1)等離子體技術:等離子體技術作為紡織品整理中的新技術具有很強的吸引力,是一種清潔加工技術。具備以下優點:
①操作簡單,反應速率快,生產效率高;
②織物改性處理在表面層,加工層在100nm以內,對織物原有特性改變很小,理論上可適用于各種紡織品;
③干法加工,無污染,在處理過程中不用水和其他化學試劑,節水節能。
等離子體在紡織品功能整理中的主要作用是提高纖維和整理劑的黏結力,賦予纖維疏水疏油性能,或進行各種功能整理,如防皺、阻燃、抗菌、抗靜電等。
(2)納米技術:由于納米粒子具有較大的比表面積、體積比及較高的表面能,既可使納米材料和纖維之間擁有很好的親和力,提高整理產品的功能持久性,又能賦予織物諸多功能,因此,采用納米技術,可有效地生產用途廣泛、耐久的功能紡織品。
目前,納米技術在紡織品功能整理上的研究和應用還處于起步階段,因此,關于納米技術在功能紡織品中的應用還有許多問題需要解決。主要包括:
①由于納米粉體顆粒具有很高的表面能,在整理加工過程中極易發生“團聚”,從而影響其在紡織品中的應用效果,因此,納米材料表面改性技術成為納米技術的研究方向;
②雖然納米整理在不影響紡織品美觀的前提下可提高其附加值,但它對環境和人類健康的危害尚待考證,因此,納米材料的制備和使用過程中的安全問題有待研究。
(3)微波技術:微波輻射對紡織品整理中的化學反應有較好的促進作用,可激發分子轉動,促進化學鍵的斷裂。可應用于織物的阻燃整理、拒水拒油整理、免燙整理等加工中,在整理后的焙烘過程中,利用微波的熱效應機理進行加熱處理,充分利用微波快速加熱的特性,樣品升溫均勻迅速。用微波照射含有整理劑的織物,可以解散纖維大分子間的物理連接,提高纖維對整理劑的可及度,同時賦予整理劑更強的運動能力,促進整理劑向纖維內部滲透,從而改善整理劑與纖維的反應性能。
(4)微膠囊技術:微膠囊技術是利用天然或合成的高分子成膜包囊材料,將固體、液體或氣體的微小囊核物質包覆,形成直徑為1~5000μm的具有半透性或封閉膜的微膠囊。包在內部的物質稱作內相或芯相,外部的高聚物薄膜稱作外相或殼材。在微膠囊中,囊芯與外界環境隔開,可免受外界的濕氣、氧氣、酸度、紫外線等因素的影響,能有效地保持其物理化學性質,在適當條件下,破壞壁材將芯材物質釋放出來。微膠囊技術在紡織品功能整理加工應用中逐漸增多,將各種功能整理劑制成微膠囊,用于制備具有阻燃、抗靜電、拒水拒油、抗紫外線輻射、抗菌防臭、芳香等功能的紡織品。
思考題
1.紡織品功能整理的定義。
2.功能整理新技術有哪些?
參考答案:
1.紡織品的功能整理是為了滿足紡織品某些特殊使用要求而賦予紡織品新的特殊功能的整理加工方法。
2.(1)表面處理技術;(2)化學整理技術;(3)復合整理技術;(4)功能整理中的高新技術包括等離子體技術、納米技術、微波技術、微膠囊技術等。