通过酯和离子交联的双重作用改善棉织物的易护理性外文翻译资料

文章历史：

2011年6月8日收到

2011年6月24日收到修订本

2011年6月30日接受

于2011年7月7日在线可用

关键字：

棉织物

酯交联

轻松保养

离子交联

为了增强棉织物的易护理性能并保持其机械性能，采用了基于离子交联的新途径。在这项研究工作中，在次磷酸钠存在于180℃的状态下使用柠檬酸铵与预阳离子化的棉织物交联90 s，确定了阳离子化水平，柠檬酸铵以及硅微乳液软化剂浓度对棉织物性能的影响。所获得的结果表明，具有0.09％氮的棉织物的预阳离子化，然后与6％柠檬酸铵交联带来干和湿恢复角的增加，以及TS的轻微改善。此外，使用热重量分析和扫描电子显微镜，在与6％柠檬酸铵进行酯交联之前和之后表征了氮含量为0.09％的预阳离子化样品。

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易于保养和耐用的压榨整理剂通常用于纤维素和纤维素混纺织物。已使用了许多化学类型的面漆，例如N-羟甲基化合物和多元羧酸。据信NM醇化合物会释放甲醛，甲醛可能是人类致癌物。多元羧酸会导致泛黄，并导致成品织物的机械性能显著下降。为了克服这些缺点，人们做了很多尝试。基于离子交联的新型化学整理剂已被采用一种新方法。

最近，PVP被认为是一种纤维素织物交联的新方法。

考虑到上述情况，进行本发明的目的是通过离子交联来增强棉织物的酯交联。

1. 实验

2.1.用料

使用Mill洗涤过的漂白棉织物（147 g / m²）。织物用含有2 g / L非离子型去污剂的水溶液洗涤30分钟，彻底漂洗并在环境条件下干燥。由美国DOW化学公司提供的商品名（CR-2000）的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（65％，w / w）被用作棉织物的阳离子化剂。使用Texchem Egypt Co.，Ltd.提供的Silicon-SLHreg;（硅微乳液）（SME）。柠檬酸铵（AC），柠檬酸（CA），次磷酸钠一水合物（SHP）和氢氧化钠为试剂。

2.2.织物处理

首先使用填充分批法对四套棉织物进行阳离子化处理，其中每套棉织物都被填充在含有特定浓度的NaOH和CR-2000的混合物的水溶液中，然后挤压至90％湿提液，然后存储在密封的塑料袋中在室温下放置24小时。NaOH的四个浓度分别为4.80、9.56、19.20或28.80 g / l，而CR-2000的浓​​度分别为15.40、30.80、61.50或123.0 g / l。然后用蒸馏水洗涤织物，以除去用过的反应物和过量的碱，然后用乙酸中和，发现前述处理的四组的％N分别为0.0342％，0.0891％，0.1304％和0.2603％（根据先前使用的NaOH和CR-2000的浓​​度）。

第二步包括将预阳离子化的棉织物（第一步中获得的）浸入含有特定浓度的柠檬酸铵（AC）和次磷酸钠（SHP）的水溶液中，然后压榨至90％的湿吸收量，在85℃下循环空气烘箱3分钟，然后在180℃下固化90 s。然后将固化的棉织物在40℃下用蒸馏水冲洗10分钟，干燥并进行空调，然后进行评估。

2.3.面料评估

氮含量根据凯氏定氮法（Vogel，1975）测定。根据Cirino方法确定羧基含量（Cirino＆Rowland，1976）。通过ASTM方法D-1296-67使用铁回收装置FF-07（Metrimpex）确定干和湿皱纹恢复角（WRA）。

根据ASTM的方法D-2256-66T在经向上测定抗张强度（TS）。CIE白度指数（WI）是根据AATCC的测试方法110-1989使用Milton Roy Color Mate分光光度计测量的。使用表面粗糙度测量仪器SE 1700a根据JIS 94标准测试方法确定表面粗糙度（SR）。根据AATCC测试方法79-1992进行吸光度测试（W）。

1. 结果与讨论

人们认为，多元羧酸（例如柠檬酸）可以通过酸酐中间体机制使纤维素织物交联（Fouda＆Fahmy，2011； Schindler＆Hauser，2004）。为了增强棉织物的酯交联并最小化机械性能的损失，将棉织物预阳离子化，然后与柠檬酸铵交联。确定了阳离子化水平和柠檬酸浓度以及反应时间和温度对棉织物性能的影响。与适当的讨论一起获得的结果如下。

图1.柠檬酸铵浓度和氮含量对棉织物干皱恢复角的影响

图3.柠檬酸铵浓度和氮含量对的影响

柠檬酸铵浓度

含氮量

棉织物的柔软度指数

棉织物湿褶皱恢复角（度）

柠檬酸铵浓度

含氮量

图2.柠檬酸铵浓度和氮含量对棉织物湿折皱恢复角的影响

图4.柠檬酸铵浓度和氮含量对白色处理过的棉织物的柔软度指数（WI）

3.1.预阳离子棉织物的交联：工艺参数的影响

3.1.1.柠檬酸铵浓度的影响

无花果图1和图2分别示出了棉织物的干恢复角和湿恢复角对阳离子化程度（表示为织物的氮含量）和柠檬酸铵浓度的依赖性。显而易见的是：（i）不管阳离子化程度如何，棉织物的交联都会增强处理后织物的干回弹性，（ii）阳离子化织物的酯交联比以下方法具有更高的增强程度。当将具有0.09％氮含量的阳离子化棉织物与6％柠檬酸铵交联时，（iii）阳离子化和交联的织物的干和湿恢复角均达到最高值。

可以根据带负电荷的羧基（与柠檬酸铵交联后赋予织物的离子）和带正电荷的季氨基之间的离子相互作用引起的额外交联来解释交联阳离子化棉织物的高回弹性。当位于棉纤维素内部/内部的所有带负电荷的基团大部分都与带正电荷的阳离子基团发生离子相互作用时，可以实现更高的弹性。方案1可以解释阳离子化棉织物的酯以及离子交联的机理（Hashem），豪瑟和史密斯（2003）。

结构I和/或结构II可能解释了阳离子化棉样品用柠檬酸酯化时的交联程度。上述机理中的第二步可以解释棉样品湿WRA的改善，其中在柠檬酸整理过程中以湿态形成离子键。

阳离子化和交联的棉织物的拉伸强度（TS）对柠檬酸铵浓度和阳离子化水平（以氮含量表示）的依赖性如图3所示。很明显，酯交联的棉样品被预阳离子化导致TS略有增强，并且随着阳离子化水平的提高而增强。

这可以归因于带负电荷的羧基与带正电荷的季氨基之间的离子相互作用赋予织物的额外力（Fahmy，2004； Hashem，Refaie等，2009）。

图4显示了柠檬酸铵浓度和阳离子化程度（以氮含量表示）对棉织物白度的影响。图4中的数据表明，被阳离子化的样品的酯化反应伴随着WI的降低，这是HI部分脱水的直接结果。 柠檬酸和不饱和酸的形成（Schindler＆Hauser， 2004）.此外，预阳离子化样品的酯化导致织物WI中的增加。但是，如果阳离子化程度保持在较低水平，WI的值将保持在可接受的水平。

3.1.2.柠檬酸铵对柠檬酸作用的比较研究

表1显示了柠檬酸铵对柠檬酸对未阳离子化和阳离子化棉织物的酯交联作用的比较研究。表1的结果表明，与使用柠檬酸铵作为交联剂相比，使用柠檬酸作为交联剂时，湿式和干式皱纹恢复角均更高。对于白度指数（WI）和羧基含量也是如此，而十位数强度（TS）的值高于作为交联剂的柠檬酸的值。 该顺序反映了这些交联剂之间的差异：（a）反应性，（b）活化能，（c）官能度，（d）结构以及热稳定性，（e）酯化的程度和程度，以及（f）链接的位置，数量和长度（Fahmy，2004年）。

3.1.3.交联预阳离子棉织物的柔软整理

用不同浓度的有机硅微乳液柔软剂（0–30 g / l）处理含氮量为0.09％并与6％柠檬酸铵交联的预阳离子棉样品。所得结果列于表2。表2显示，增加软化剂浓度可提高N％，DRA和SR，同时TS和WI均略有降低。柔软剂的基本功能是赋予纺织品表面特殊的手感，使服装或织物更具吸引力。在可用的有机硅柔软剂中，当前工业应用中最常见的可能是氨基官能类型。与聚二甲基硅氧烷连接的氨基官能团可改善基体上硅酮的取向，并改善其含量。这导致最佳的柔软手感，通常用术语“超柔软”来描述。迄今为止，氨基有机硅是在纺织品整理应用中使用最广泛的功能性有机硅。这些乳液表现出正表面电荷，因此被带负电荷的织物表面吸引，导致强烈的吸附。

这种有利的电荷分布有利于在较低的溶液浓度下实现优异的分子分布和更高的吸附，从而带来有利的工艺经济性。因此，由于它们的正表面电荷，这些乳液是大多数纤维素织物（例如棉或带有多元羧酸的酯交联棉）的最佳选择（Habereder，2002）。

实际的表面改性是由有机硅分子和连接的官能团的特定特性引起的。这些性质包括：（a）由于相邻甲基之间较低的分子间相互作用而引起的润滑和降低的摩擦系数，以及在硅酮链的氧基周围容易发生分子旋转，以及（b）胺官能团的抗静电性能。

硅氧烷微乳液分子的部分质子化的氨基在与AC发生酯交联后，与带负电荷的棉纤维素或赋予羧基纤维的残留羧基发生离子相互作用。这的确促进了本文讨论的工作背后的思想（安，李，李，金和张，2007；哈贝雷德，2002；库尔卡尼，德什潘德和库肖，2001；泰利，保罗和帕德西，2000）。

3.2.交联预阳离子棉织物的表征

使用热重量分析和扫描电子显微镜（SEM），对氮含量为0.09％并与6％柠檬酸铵交联的预阳离子化棉样品进行了表征，该样品在与6％柠檬酸铵进行酯交联之前和之后进行了表征。还对未经处理的棉花样品进行了研究以进行比较。

3.2.1.热重分析（

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