摘 要：探討檸檬酸/聚馬來酸復(fù)配無醛多元羧酸抗皺整理苧麻織物的工藝。采用不同質(zhì)量濃度檸檬酸、聚馬來酸、聚乙二醇、次亞磷酸鈉對苧麻織物進(jìn)行整理，測試了不同工藝整理所得苧麻織物的折皺回復(fù)角、強(qiáng)伸性能、懸垂性、透氣性、透濕性及白度。結(jié)果表明：當(dāng)復(fù)配劑檸檬酸、聚馬來酸質(zhì)量濃度分別為70g/L和210g/L、聚乙二醇40g/L、SHP80g/L時，整理效果相較于檸檬酸、聚馬來酸單獨整理有較大提升，接近價格昂貴的丁烷四羧酸的整理效果。認(rèn)為：檸檬酸、聚馬來酸混合多元羧酸整理效果接近丁烷四羧酸，且成本略低，實際中可根據(jù)需要選擇整理方案。
關(guān)鍵詞：檸檬酸；聚馬來酸；苧麻織物；抗皺整理；服用性能；成本
苧麻織物吸濕、透氣、挺爽、強(qiáng)力高，深受國內(nèi)外消費者的追捧，但其存在手感粗糙、彈性差、易皺等缺陷[1]。目前免燙整理研究主要針對棉織物，對于苧麻織物免燙整理劑及其工藝研究較少，鮮有討論整理對苧麻織物透氣、透濕、強(qiáng)力、懸垂性等服用性能的影響[2]。
在纖維素織物抗皺整理中，相對于檸檬酸（CA）和聚馬來酸（PMA），大量研究證明丁烷四羧酸（BTCA）整理效果更優(yōu)[3]，但因其價格昂貴，合成步驟冗長，一定程度上限制了其在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用[4]。CA屬羥基酸，分子中α位存在羥基，該α-羥基干擾CA上羧基與纖維素大分子上羥基發(fā)生酯化交聯(lián)，若加入PMA，PMA上羧基會與CA上α-羥基發(fā)生反應(yīng)將其封閉，進(jìn)而形成更大結(jié)構(gòu)的PM-CA多元羧酸共聚物，共聚物擁有大量羧基更易與纖維素發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)[5]。此外，CA上α-羥基被封閉，使其不能在高溫下脫水生成烏頭酸等不飽和多元羧酸，一定程度上可以改善整理后織物的泛黃程度[6]。故本研究采用PMA、CA及其復(fù)配整理劑對苧麻織物進(jìn)行無醛抗皺整理，探究工藝參數(shù)及對織物服用性能的影響。
1試驗部分
1.1試驗原料
織物：純苧麻平紋織物（128g/m2，28.1/28.1204.5/228.0，株洲雪松有限公司提供）。
試劑：CA（99%，西隴科學(xué)股份有限公司），PMA（50%，上海麥克林生化科技有限公司），BTCA（99%，上海麥克林生化科技有限公司），聚乙二醇（PEG）（99.9%，上海麥克林生化科技有限公司），次亞磷酸鈉（SHP）（99%，廣東光華科技股份有限公司）。
1.2儀器與設(shè)備
YG026PC-500型電子織物強(qiáng)力機(jī)（溫州方圓儀器有限公司），YG461E型電腦式透氣性測試儀（寧波紡織儀器廠），YG601-Ⅰ/Ⅱ型電腦式織物透濕儀（寧波紡織儀器廠），YG811F型電腦織物懸垂儀（溫州方圓儀器有限公司），YG541E型全自動激光織物折皺彈性儀（寧波紡織儀器廠），XT-48B/BN型白度測定儀（杭州研特科技有限公司），通風(fēng)式快速八籃烘箱（南通宏大實驗儀器有限公司）。
1.3試驗方法
配置所需濃度整理劑，采用二浸二軋（每次浸漬10min，軋余率85%）工藝對苧麻織物進(jìn)行防皺整理，預(yù)烘（80℃，5min）后焙烘（160℃，2min）[7]，靜置4h后進(jìn)行預(yù)調(diào)濕及分析測試。
1.4性能測試
依據(jù) GB/T 3923.1—2013《紡織品織物拉伸性能第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》測試整理前后苧麻織物拉伸斷裂強(qiáng)力及斷裂伸長率。
依據(jù) GB/T 5453—1997《紡織品透氣性的測定》測試整理前后苧麻織物透氣率。
依據(jù) GB/T 12704.1—2009《紡織品織物透濕性試驗方法第1部分吸濕法》測試整理前后苧麻織物透濕率。
依據(jù) GB/T 23329—2009《紡織品織物懸垂性的測定》測試整理前后苧麻織物懸垂系數(shù)。
依據(jù) GB/T 3819—1997《紡織品織物折痕回復(fù)性的測定 回復(fù)角法》測試整理前后苧麻織物折皺回復(fù)性。
依據(jù) GB/T 17644—2008《紡織纖維白度色度試驗方法》測試整理前后苧麻織物白度。
2結(jié)果與討論
2.1整理劑
分別采用CA、PMA、BTCA對苧麻織物進(jìn)行抗皺整理。工藝1：BTCA質(zhì)量濃度80g/L，催化劑質(zhì)量濃度16g/L；工藝2：CA質(zhì)量濃度70g/L，催化劑質(zhì)量濃度60g/L；工藝3：PMA質(zhì)量濃度100g/L，催化劑質(zhì)量濃度50g/L。其中催化劑為次亞磷酸鈉（SHP），整理后苧麻織物的性能測試結(jié)果如表1所示。
由表1可知，使用CA、PMA、BTCA對苧麻織物進(jìn)行抗皺整理后，織物斷裂強(qiáng)力、透氣性、透濕性、白度均有明顯下降，折皺回復(fù)性、懸垂性、斷裂伸長率提高。其中，經(jīng)BTCA整理的織物表現(xiàn)出明顯的綜合性能優(yōu)勢，特別是折皺回復(fù)性。但BTCA價格最高，達(dá)到50元/500g，而CA、PMA的單價分別為5元/500g、75元/500g，故而進(jìn)一步研究CA、PMA復(fù)配整理效果。
2.2 CA、PMA質(zhì)量濃度
在CA質(zhì)量濃度70g/L、催化劑質(zhì)量濃度60g/L的條件下，加入不同量的PMA對苧麻織物進(jìn)行整理?？椢镄阅軠y試結(jié)果如表2所示。
由表2可知，隨著PMA質(zhì)量濃度的提高，織物的折皺回復(fù)性得到明顯改善，原因為CA與PMA發(fā)生酯化反應(yīng)，形成更大結(jié)構(gòu)的PM-CA多元羧酸共聚物，增強(qiáng)了整理劑與苧麻纖維的交聯(lián)作用[11]；但整理后織物強(qiáng)力顯著降低，且隨著PMA質(zhì)量濃度的升高，整理劑酸性增強(qiáng)，織物強(qiáng)力持續(xù)下降；整理后織物透氣率和透濕率均下降，其原因為整理劑中羧基和苧麻纖維表面羥基反應(yīng)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)降低了織物通透性[12]；整理后織物懸垂系數(shù)小幅度下降，其原因為整理劑進(jìn)入纖維結(jié)晶區(qū)，使得纖維結(jié)晶度和取向度降低，剛性減弱，懸垂性提升；當(dāng)整理劑中加入PMA時，織物白度略提高，其原因為PMA的加入一定程度封閉了CA上的α-羥基，減少了高溫下烏頭酸等不飽和多元羧酸的生成，減輕織物整理后的泛黃程度。
通過數(shù)據(jù)對比分析認(rèn)為，當(dāng)PMA的添加量在210g/L時，織物折皺回復(fù)性增大的趨勢變緩，且強(qiáng)力、懸垂性、舒適性和白度降幅在20%以內(nèi)，故確定210g/L為PMA添加濃度。
2.3 PEG質(zhì)量濃度
在苧麻織物的抗皺整理過程中，CA會在預(yù)烘和烘焙的高溫環(huán)境下生成烏頭酸和衣康酸，其分子結(jié)構(gòu)中存在易發(fā)色的共軛雙鍵，使得苧麻織物白度下降。多元羧酸與PEG會發(fā)生酯化反應(yīng)，減少黃色不飽和酸的產(chǎn)生，取CA和PMA質(zhì)量濃度分別為70g/L和210g/L，催化劑SHP質(zhì)量濃度為60g/L，添加不同質(zhì)量濃度的PEG，整理后苧麻織物性能測試結(jié)果如表3所示。
由表3可知，PEG的加入使得整理后織物抗皺性能、強(qiáng)力和白度提高，但當(dāng)PEG質(zhì)量濃度大于40g/L后，三者增加不明顯或有所下降?？紤]成本及整理后苧麻織物綜合性能確定PEG添加質(zhì)量濃度為40g/L。
2.4催化劑質(zhì)量濃度
SHP可與多元羧酸高溫下脫水生成的酸酐發(fā)生反應(yīng)，其產(chǎn)物與纖維素大分子進(jìn)行酯化交聯(lián)。取CA和PMA質(zhì)量濃度分別為70g/L和210g/L，PEG質(zhì)量濃度為40g/L，改變SHP質(zhì)量濃度進(jìn)行整理，整理后苧麻織物性能測試結(jié)果如表4所示。
由表4可知，SHP為80g/L時，織物的抗皺效果最好。繼續(xù)增加SHP質(zhì)量濃度時，整理劑與纖維間的交聯(lián)鍵會被催化劑破壞，使得交聯(lián)度下降[9]。此外，SHP質(zhì)量濃度提高使得織物白度略提高，因為SHP是強(qiáng)堿弱酸鹽，具有較強(qiáng)的還原性，能夠?qū)a(chǎn)生的有色物質(zhì)還原。
2.5成本核算
優(yōu)選CA與PMA的質(zhì)量濃度分別為70g/L和210g/L，PEG質(zhì)量濃度為40g/L，SHP質(zhì)量濃度為80g/L，苧麻織物經(jīng)PMA、CA混合多元羧酸整理效果接近BTCA。整理過程中所用到的SHP、PEG單價分別為28元/500g、18元/500g。配置1L整理劑，整理劑配方為BTCA80g/L、SHP16g/L時，成本為80.9元；整理劑配方為CA70g/L、PMA210g/L、PEG40g/L、SHP80g/L時，成本為75.9元。由此可知，優(yōu)選PMA、CA混合多元羧酸整理方案成本略低于BTCA整理，兩方案整理后織物折皺回復(fù)角、斷裂強(qiáng)力、透氣率、透濕率差異在5%以內(nèi)，此外經(jīng)PMA、CA混合多元羧酸整理后織物透濕率相較于BTCA整理提升13.7%，斷裂伸長率下降10%。
3結(jié)論
（1）相較于CA、PMA，CA和PMA混合多元羧酸對苧麻抗皺整理效果更好，且在CA質(zhì)量濃度為70g/L、PMA添加量為210g/L時，整理后織物整體性能更佳。
（2）PEG的加入會提高混合多元羧酸整理后苧麻織物的抗皺性能和白度，且當(dāng)其質(zhì)量濃度為40g/L時，整理效果更佳。
（3）催化劑SHP質(zhì)量濃度對苧麻織物抗皺整理效果影響顯著，當(dāng)其質(zhì)量濃度為80g/L時，整理效果更佳。
（4）優(yōu)選CA與PMA的質(zhì)量濃度分別為70g/L和210g/L，PEG質(zhì)量濃度為40g/L，SHP質(zhì)量濃度為80g/L時，苧麻織物經(jīng)PMA、CA混合多元羧酸整理效果接近BTCA，透濕性顯著提升，且成本略低，企業(yè)和科研人員可根據(jù)實際需要選擇整理方案。
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文章摘自：馮浩,胡拓宇,何智濤,何斌.混合多元羧酸在苧麻織物抗皺整理中的應(yīng)用[J/OL].棉紡織技術(shù):1-4[2022-07-19].http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1132.TS.20220615.1717.016.html
