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引言

隨著人類(lèi)對(duì)賴(lài)以生存的自然和生態(tài)環(huán)境越來(lái)越廣泛的關(guān)注，人們對(duì)紡織品和紡織化學(xué)品在穿著和使用中的安全性問(wèn)題，以及在生產(chǎn)過(guò)程中可能對(duì)環(huán)境造成的不利影響也越來(lái)越重視。人們對(duì)服裝的要求除了追求穿著舒適和料理簡(jiǎn)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(chǎn)品檔次，對(duì)其進(jìn)行無(wú)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(yīng)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(lèi)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(duì)人體健康帶來(lái)危害，國(guó)際上對(duì)織物含游離甲醛殘留量的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)。本文選擇1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）和聚馬來(lái)酸為抗皺主體，以氧化鋅包覆納米二氧化鈦固體超強(qiáng)酸為催化體系的性能和應(yīng)用工藝作一些探討。

一、無(wú)甲醛免燙整理劑

多元羧酸無(wú)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(fā)生酯化反應(yīng)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(wú)甲醛整理劑的開(kāi)發(fā)和研究取得了進(jìn)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(jié)晶態(tài)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(jià)格約是2D樹(shù)脂的十倍）。BTCA與纖維的反應(yīng)歷程為,BTCA脫水成酐，然后與纖維分子發(fā)生酯化反應(yīng),在纖維大分子之間產(chǎn)生交聯(lián)作用。

此外也有采用聚馬來(lái)酸（PMA）、檸檬酸（CA）為整理劑的。馬來(lái)酸酐在軋-烘-焙的工藝中能自身聚合，同時(shí)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(lián)；檸檬酸（CA）是α-羥基酸，在分子結(jié)構(gòu)中含有羥基，在焙烘過(guò)程中，一方面羧基脫水成酐，同時(shí)，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(jìn)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(jié)構(gòu)中不飽和鏈的存在，在加熱焙烘過(guò)程中，使織物泛黃變色。采用聚馬來(lái)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(lái)酸和檸檬酸（TMPA/CA）作為交聯(lián)劑進(jìn)行試驗(yàn)。

二、催化劑

1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）以及聚馬來(lái)酸/檸檬酸（TMPA/CA）對(duì)織物進(jìn)行防皺免燙整理，關(guān)鍵是催化劑的選用。目前BTCA的整理能取得進(jìn)展，主要是催化劑或混合催化劑的不斷改進(jìn)。已研究過(guò)的催化劑包括強(qiáng)酸、堿類(lèi)和磷酸鹽等。以強(qiáng)酸為催化劑，織物的強(qiáng)力損失很大；以堿為催化劑，強(qiáng)力損失可有所改善，但防皺免燙效果比不上DMDHEU（2D樹(shù)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(jià)格較高，用量也不低，對(duì)于染色織物整理會(huì)產(chǎn)生色變，特別對(duì)硫化染料和部分活性染料，色變更嚴(yán)重，加上含磷化合物排放至江河湖海，易造成富營(yíng)養(yǎng)化，污染水源。因此選用合適的催化劑是關(guān)鍵，我們選用氧化鋅包覆納米二氧化鈦固體超強(qiáng)酸為催化劑，為織物防皺免燙整理提供了新的催化劑來(lái)源。

納米材料具有表面積大，表面活性中心多，吸附能力強(qiáng)等性能，是一般材料所不能比擬的，因此選用納米材料作催化劑，其催化活性成倍提高，催化反應(yīng)的溫度也可降低。

三、試驗(yàn)準(zhǔn)備

3．1織物

經(jīng)退漿、煮練后的80/2×80/2 130×80全棉府綢半制品。

3．2整理劑

1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）+氧化鋅包覆納米二氧化鈦固體超強(qiáng)酸；

聚馬來(lái)酸和檸檬酸（TMPA/CA）+氧化鋅包覆納米二氧化鈦固體超強(qiáng)酸。

3．3整理前織物洗滌工藝

2g/l洗衣粉（40～50℃，5min）→冷水洗5min→熱水（40～50℃）洗5min→冷水洗5min→烘干（80～100℃）→測(cè)試空白數(shù)據(jù)

3．4實(shí)驗(yàn)儀器

JMU507T型臺(tái)式軋車(chē)；數(shù)式恒溫干燥箱EB2494烘蒸兩用機(jī)；YG542織物折皺彈性?xún)x。

3.5測(cè)試方法

織物斷裂強(qiáng)力：按GB/T 3923.1-97標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定

折皺回復(fù)角：按GB/T 8319-1997標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定

四、試驗(yàn)結(jié)果與討論

4．1試驗(yàn)方案

4．1．1處方

整理液濃度60～90g/l。

4．1．2流程及條件

浸軋整理液（軋余率80%，室溫）→烘干（T℃）→焙烘（T℃，t）→后處理。

4．1．3試驗(yàn)方法

采用正交試驗(yàn)方法，選取1，2，3，4-四羧酸丁烷（BTCA）+氧化鋅包覆納米二氧化鈦固體超強(qiáng)酸，和聚馬來(lái)酸和檸檬酸（TMPA/CA）+氧化鋅包覆納米二氧化鈦固體超強(qiáng)酸整理劑的用量，預(yù)烘溫度，焙烘溫度，焙烘時(shí)間四個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)因素-水平表

4．2結(jié)果分析

4．2．1試驗(yàn)結(jié)果