纤维素织物用有机锗整理剂的研究及应用

摘要

棉纤维有着良好的透气和透湿性，穿着舒服等特点，一直以来都受人们喜爱。近几年，人们对棉织物消费档次也从“适用”向“高档化、功能化、保健化”方向发展。因此，保健功能面料的开发已经引起国内外同行的高度重视。
　　 大量的研究发现，锗对人体有着独特的保健及治疗功效，它具有较强的生理活性并有抑制肿瘤、抗病毒和抗炎症等药理作用。含锗的物质不仅抗癌，而且也是一种较好的乏氧细胞增敏剂。除此之外，有机锗还能提高人体的免疫功能。因此，开发面料的有机锗功能整理既符合功能化面料发展的趋势，又能给服装企业提供生产高附加值和高科技含量的功能化服装产品的机会，提高我国服装企业的国际竞争力，同时满足国内外对功能化服装日益增长的消费需求。由于有机锗分子上含有羧酸基，在溶液中呈阴离子状态，对棉纤维没有亲和力，因此为了增加有机锗分子对棉纤维的亲和力，需对棉纤维进行阳离子改性。改性后织物的离子性由负电荷转变成正电荷，增加了有机锗对纤维的亲和力。
　　 本文通过对影响改性的三个主要因素pH值，温度、时间的实验分析，确定了阳离子改性剂GM，FH-TP，320各自的最佳改性工艺条件，并从中筛选出改性效果较好的阳离子改性剂GM。它的改性工艺为：改性剂用量2g/L;pH=10;温度60℃；时间25min;浴比1:30。
　　 有机锗对经过改性后的棉织物亲和力增加，但牢度不好。因此，要经过固着整理。通过实验确定丙烯酸酯粘合剂WBR，水性聚氨酯粘合剂CGPU的整理的最佳用量，焙烘温度，焙烘时间。并通过正交试验优化和方差分析探讨了有机锗功能整理中粘合剂的用量、焙烘温度、焙烘时间三个因素对纤维素织物的拉伸断裂强力、透气性、吸湿性等3种服用性能的影响，得出较好的粘合剂和合理的有机锗功能整理工艺：二浸二轧（有机锗0.1g/L，渗透剂JFC2g/L）→烘干(80～100℃，3～5min)→二浸二轧（水性聚氨酯CGPU2g/L，轧液率100％）→预烘(100℃，3min)→焙烘(130℃，2min)。
　　 有机锗整理后织物的色光没有大的变化；耐洗性可以达到30次以上；透气性气性能有一定的影响；吸湿性无显著影响。有机锗整理工艺在纯亚麻织物上也可应用，且对其强力、白度、亲水性、透气性、影响较小。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 有机锗简介

1.1.1 有机锗的研究现状

1.1.2 有机锗化合物的活性及分类

1.1.3 有机锗化合物的生理效应

1.2 有机锗的应用

1.2.1 有机锗保健饮品

1.2.2 化妆美容方面

1.2.3 抗癌试验研究

1.3 本课题研究的意义

1.4 本课题研究的内容

第二章 实验原理和测试标准

2.1 阳离子改性剂改性原理

2.2 阳离子改性剂的种类及与纤维的反应

2.2.1 环氧类化合物

2.2.2 氯代均三嗪型季铵盐化合物

2.2.3 氮杂环丁烷阳离子化合物

2.2.4 生物阳离子改性剂

2.2.5 吸附型阳离子改性剂[32]

第三章 试验部分

3.1 试验材料与仪器

3.1.1 试验药品和材料

3.1.2 试验仪器

3.1.3 试验用织物

3.2 测试方法

3.2.1 有机锗的测试

3.2.2 毛细效应的测定

3.2.3 白度等的测定

3.2.4 摩擦色牢度的测试

3.2.5 织物断裂强力

3.2.6 织物透气性

3.2.7 织物吸湿性

3.3 织物的阳离子改性工艺的确定

3.3.1 阳离子改性的工艺流程

3.3.2 改性剂浓度对改性效果的影响

3.3.3 改性液pH值对改性效果的影响

3.3.4 改性处理的温度和时间对改性效果的影响

3.4 有机锗的固着整理工艺的确定

3.4.1 有机锗的固着整理的工艺流程[35]

3.4.2 有机锗的用量

3.4.3 粘合剂的用量对实验验的影响

3.4.4 粘合剂的焙烘温度对实验的影响

3.4.5 粘合剂的焙烘时间对实验的影响

3.4.6 有机锗整理工艺在亚麻织物上的应用

第四章 结果与讨论

4.1 改性剂GM的最优工艺探讨

4.1.1 pH值对改性剂GM改性效果的影响

4.1.2 温度对改性剂GM的改性效果的影响

4.1.3 改性时间对改性剂GM改性效果的影响

4.2 改性剂FH-PT的最有工艺探讨

4.2.1 pH值对改性剂FH-PT改性效果的影响

4.2.2 改性温度对改性剂FH-TP改性效果的影响

4.2.3 改性时间对改性剂FH-TP改性效果的影响

4.3 改性剂320改性工艺的探讨

4.3.1 pH值对改性剂320改性效果的影响

4.3.2 温度对改性剂320改性效果的影响

4.3.3 改性时间对改性剂320改性效果的影响

4.4 改性剂对织物性能的影响

4.5 水性聚氨酯的对织物上有机锗固着及服用性能的影响因素分析

4.5.1 水性聚氨酯CGPU100的用量对有机锗固着的影响

4.5.2 水性聚氨酯CGPU100的用量对织物物理机械性能的影响

4.5.3 焙烘温度对有机锗固着的影响

4.5.4 焙烘温度对织物物理机械性能的影响

4.5.5 焙烘时间对有机锗固着的影响

4.5.6 焙烘时间对织物白度和断裂强力的影响

4.6 丙烯酸酯粘合剂WBR对织物有机锗固着及服用性能的影响因素分析

4.6.1 丙烯酸酯粘合剂WBR用量对有机锗固着牢度的影响

4.6.2 WBR的用量对织物白度和强力的影响

4.6.3 焙烘温度对有机锗固着的影响

4.6.4 焙烘温度对织物白度和断裂强力的影响

4.6.5 焙烘时间对有机锗固着牢度的影响

4.6.6 焙烘时间对织物白度和断裂强力的影响

4.7 有机锗整理工艺的正交试验

4.7.1 丙烯酸酯WBR的试验设计

4.7.2 丙烯酸酯WBR整理后断裂强力测试结果及方差分析

4.7.3 丙烯酸酯WBR整理后吸湿性测试结果及方差分析

4.7.4 丙烯酸酯WBR整理后透气性测试结果及方差分析

4.7.5 水性聚氨酯CGPU正交试验因素水平表设计

4.7.6 水性聚氨酯CGPU整理后断裂强力测试结果及方差分析

4.7.7 水性聚氨酯CGPU整理后吸湿性测试结果及方差分析

4.7.8 水性聚氨酯CGPU整理后透气性测试结果及方差分析

4.7.9 本节小结

4.8 经水性聚氨酯整理后色差和变色牢度

4.9 摩擦色牢度

4.10 本章小结

4.11 有机锗在亚麻、棉针织物上的应用

4.11.1 整理工艺

4.11.2 整理后布面的锗含量

4.11.3 整理后对织物白度和断裂强度的影响

4.11.4 有机锗整理对织物毛效和透气性能的影响

第五章 结论

参考文献

已发表论文

致谢