织物防酸整理
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织物防酸整理

织物防酸整理
一、防酸整理的原理
纺织品的防酸整理是防护用纺织品的一类产品,它是以保护人体的安全性为目的,酸性液体透过织物的程度决定防酸性能好坏。
防酸的原理与防水、拒油原理相似。一般酸液是以水为介质,其表面张力大于水的表面张力。因此,防酸与防水,拒油整理都是改变纤维表面性能,使其临界表面张力降低,增大接触角,使液体在织物表面呈园珠状,防止织物表面被沾湿,润湿,渗透,并阻止毛细血管效应,达到防酸,拒水和拒油目的。
二、防酸整理的方法
防酸整理主要有以下几种方法,大部分是针对强无机酸对棉织物的作用。
1、改性整理法
棉纤维是不含NH2基因的,研究表明,当棉纤维中含有一定量的NH2基因,耐酸腐蚀性提高,所以久爱成疾在线视频可以把含有NH2的化合物与棉纤维接技,获得一定的防酸性,久爱成疾在线视频把这类化合物称为防酸整理剂,这种整理方法称为改性整理法。
改性整理剂大多是含有NH2基因的高分子化合物,苯乙烯、丙烯腈、丙烯酰胺等共聚物最为常见,共聚物中含有活泼基因,可以和棉纤维上的OH反应,不但可以把NH2基因接技到棉纤维上,而且在纤维表面形成一层聚合物薄膜.从而达到防酸性。如采用苯乙烯和N-羟甲基丙烯酰胺共聚物对棉织物进行整理,使其具有一定的防酸和耐酸腐蚀性;采用含氟丙烯酸酯,苯乙烯和N-羟甲基丙烯酰胺的聚合物对棉织物进行防酸防水防碱整理;采用含氟丙烯酸酯单体(丙烯酸六氟丁酯,甲基丙烯酸十二氟庚酯)对真丝织物进行接枝改性,接枝率越大,在纤维便面形成的氟化物层越致密均匀,拒水性和耐碱性越高。
2、表面处理法
这种方法与一般的防水整理相同,它是对织物表面进行防水处理,降低织物的表面张力,从而达到防止酸性液体透过,减小织物吸收酸性液体。所采用的整理剂(如涂层剂,有机氟,有机硅表面整理剂)一般都是耐酸的。如利用硅氧烷EGE-2防水剂,对各种纺织品如棉,人造丝,羊毛和涤纶等进行处理,使其具有良好的拒水和耐酸性;利用含氟乳液LFM-3和LFM-H对涤纶和人造丝织物进行整理,显著降低织物表面能,可明显提高织物的拒酸拒水拒油性能;采用有机氟系防水剂AG710对涤纶弹力丝和柞蚕丝混捻交织物进行防酸处理,制备了一种具有相对耐洗涤性的防酸绸。
有机氟整理工艺在纺织品防酸表面整理中应有广泛。有机氟中外层氟原子骨架层相连的化学键,在高温焙烘作用下向外整齐密集排列和伸展,在织物表面形成牢固的保护膜,使织物具有十分优良的拒酸性和抗酸压性能,而且可保护原有手感,透气性和色泽等。其缺点是服装洗涤后,必须经过高温焙烘或熨烫,才能回复其防护性能。目前,新型的整理剂可以使织物表面有机膜中的外层氟原子重新站立的恢复能较小,面料洗涤后仅需晾干,即可恢复防护效果。
3、有机氟和涂层复合整理
采用改性整理方法和表面处理的织物虽具有一定的防酸拒酸性能,但织物表面难以形成连续的保护膜,防酸渗透性能较差。因此,近年来大多采用有机氟处理与涂层整理相结合的方法,彻底解决酸液沾附和渗透问题。耐酸涂层一般采用聚丙烯酸酯类,聚氨酯类和聚四氟乙烯类试剂等,通过高温成膜,形成具有阻隔作用的防酸保护层,从而大大提高织物的防酸渗透能力。如采用特种防酸剂与聚丙烯酸酯类涂层共混剂对织物进行涂层整理,在利用含氟防水防油整理剂B对织物进行拒水整理,开发了耐久型防酸防碱透湿涂层布;采用聚丙烯酸类或聚氨酯类树脂进行透湿涂层整理,再采用含氟防酸剂(DS-106和DS-107)进行表面整理,以彻底防止酸液直接接触纤维并渗透到纤维内部;选用聚氨酯类涂层剂HCP-10对纯棉面料进行涂层整理,再利用三防整理剂HCP-1进行表面整理,最终得到透气(湿),防酸,防碱,拒水和防油的纯棉面料。
4、防酸多功能整理
若防酸织物同时具有防水,防油抗静电,阻燃和防辐射等多功能,便可提供更全面的安全防护,有关这方面的研究现已开展。如对羊毛防缩阻燃整理过程中加入氟碳化合物可赋予羊毛拒水、拒油和防危险化学品等多种功能,因此可用于制备多功能防护服;美国杜邦生产的TyChemF防护服采用杜邦Tyvek(特卫强)无纺布与陶氏化学公司的Saranex23-P防护膜复合而成,具有超强的化学防护性能,可以防御166中不同的毒气,腐蚀性气体和液体,对高浓度无机酸碱有惊人的防护能力;采用导电纤维与中长涤纶粘胶混纺纱,织造成仿毛面料,再经过硅系树脂,氟系树脂剂DP整理剂复合整理,制备了具有防水透气,防酸,防碱和防静电等多种功能的防护面料。
三、防酸整理剂
防酸整理剂防酸整理剂一般分为两类:一类是全封闭整理剂,如烃类树脂和橡胶等,其在织物表面形成连续的涂层膜,使织物细孔封闭,防护性能好,但不透气,不长时间穿着;另一类是透气型整理剂,如有机氟,其化学稳定性极好,可防止织物因被酸液浸湿或吸收酸液而遭腐蚀,且穿着舒适,适宜作业人员长时间服用。
目前,国内外关于织物防酸整理剂的研究很多,经过对多种整理剂的比较,有机氟整理剂效果最优良。氟原子电负性大,直径小,且C-F键的键能高。因此,含有大量的C-F键的化合物分子间凝聚力小,使化合物表面自由能显著下降从而难以被润湿,附着的特有性质。有机氟整理剂中的氟原子可以把碳-碳主链剂内部分子很好的屏蔽起来,使其具有“三高”(即高表面活性,高化学稳定性和高热稳定性)和“两憎”(憎水性和憎油性)的特性,从而赋予织物优异的耐酸耐碱稳定性以及拒水,拒油等特性。
目前常用的含氟型整理剂具有经久耐用、防护效果优良的特点,但是有一个缺点,即经过洗涤以后必须经过熨烫或焙烘其防护性能才能恢复。因为织物经过整理,在织物表面形成拒油、拒水、拒酸的含氟有机膜。该膜由骨架(高分子长链)、链结(官能团)、外层(氟原子)三部分组成。外层氟原子骨架层相连的键受高温焙烘的热力作用而与织物面垂直挺立,并取向一致形成排列紧密的氟原子层,对液滴表面张力破坏极小,从而阻隔液体向织物组织渗透。经过洗涤后,含氟有机膜原有内应力遭到破坏,氟键倒塌导致氟原子外层紧密排列变得支离破碎,原有的阻隔层对液滴失效,使其被渗透。通过高温熨烫,即施予热能,使氟原子重新站立,恢复原有排列的氟原子层,其阻隔功能自然再生。通过选用一种含氟类的整理剂,其特点是外层氟原子的重新站立的恢复能较小,在特定增效剂的作用下,面料的防护效果在洗涤后仅需晾干即可恢复或接近洗前的功能。
四、防酸整理的主要技术指标
透气型防酸工作服的防酸能力根据GB12012-89《防酸工作服》标准,主要有防酸渗透性、拒酸性、抗酸压性和耐酸性四项技术指标。
防酸渗透性:用酸渗透时间表示,指酸液从服料表面渗到里面的时间,用分钟表示,时间越长,性能越好。
渗透时间是指在1个大气压、温度l7--30℃相对湿度65±2%面条件下,酸液由织物的一面扩展到另一面所需要的时间。
拒酸性:指服料在酸液作用下表面不附着酸的性能,用效率指数表示,百分数越高,说明酸液越不易粘附。
它的计算公式是I=(w实验后/w实验前)×100%。I值可以反映吸收酸性液体的程度,但不能表示出液体透过织物的程度。
抗酸压性:是织物抗酸渗透阻力的大小。其值越大,表示防酸性和抗酸渗漏性越好。
耐酸性:用浸酸强力下降率表示,指服料经酸液侵蚀后强力的变化率,这种变化越小越好。
其中,防酸渗透性是衡量防酸性能的重要指标,它可以给出一个直观的防酸概念,即穿用人员有一定的时间来处理被酸污染的服装,以免受到伤害。
GB12012-89《防酸工作服》标准中,对透气型防酸工作服防酸渗透时间的规定如下:

GB12012-1989标准对透气型防酸工作服防酸渗透时间的规定


五、防酸整理的测定方法
防酸整理是新兴的纺织后整理技术,由于它发展的时间不长,应用范围不步。目前,国际上还没有制定一个通用的测定标准,一些国家和地区制定了一些各自不同的测定方法,各有利弊。其中,最简单,最常用的一个方法是GutterTest法(即沟槽法),这一方法是测定有害液体的,同时也适用于酸性液体,它的具体内容是:采用一定面积的织物,被一个槽形模具支撑,水平45°角放置,把10ml的酸性液体喷洒于织物之上,液体顺角度流下,分别测定实验前后液体的重量来计算效果指数I,当I值大时,表明织物吸收液体少,防酸性好。I值可以反映吸收酸性液体的程度,但不能表示出液体透过织物的程度。
英国职业卫生组织发展了一个测定有害液体的方法,它是利用电化学的理论设计了一个标准电池,通过织物两面的介质可以测定酸性液体透过织物的时间和速度,这种方法相对科学些。总之.有害液体的测定方法有多种,各有其优缺点,随着这方面技术不断成熟,完善,其测试方法和仪器将更加科学、完美。
我国目前采用GB12012-89《防酸工作服》标准用于防酸渗透、拒酸、抗酸压性能测试。
六、防酸整理的发展趋势
1、研发新型耐酸纤维
从环境保护,人类安全和防护效果的角度出发,开发高性能,环保型防酸纤维是未来的发展趋势之一。研发新型耐酸纤维不仅要考虑其耐酸稳定性,还应兼顾纤维的可防性和热湿舒适性。研发耐酸稳定纤维,可以通过对纤维改性或开发新型纤维等途径来制得。JinJS等人利用聚氨酯脲和硅烷偶联剂制备可聚氨酯纤维,然后将其与天然纤维交织,得到的交织物具有良好的拒酸性能。
2、多功能性与舒适性的统一
防酸面料是防护用纺织品中一类重要的产品,但由于在实际工作环境中面临的危害往往复杂而不可预料,因此,开发防酸,防碱,防水,防油,阻燃和抗静电等多功能服装面料具有重要意义。此外,在强调防酸服多功能的同时,还应使其穿着舒适安全,这是防护面料发展提出的一个重要要求。
3、开发新型节能环保防酸整理剂
有机氟是目前应有最多的防酸整理剂,但由于其价格昂贵,焙烘温度较高,且对环境存在潜在威胁,整理后的面料洗涤后必须进行高温焙烘或熨烫,才能回复其防护性能,因此推广应用受到限制。目前,开发成本低廉,节能环保,健康舒适,安全无毒的耐久防酸织物整理剂,取代禁用的含氟整理剂,一越来越受到人们的重视。
4、新型后整理技术
近年来,一些新型节能环保后整理技术相继问世,如等离子体技术和纳米技术等。等离子体技术能改善纤维表面性能,有人以CF4和C3F6等气体为等离子体处理氛围,赋予尼龙和棉等织物一定的拒水拒油性能。纳米技术可以低表面能织物,为纺织品防酸拒水拒油整理开辟一条新的途径。
试验方法
1)拒酸性能测定方法
采用GB12012-1989做防酸渗透、拒酸、抗酸压性能测试。
2)拒油性能测定方法
采用AATCC测试方法ll8-1989,用规定的1,2,3,4,5,6号液来测定织物,根据各种液的渗透情况判定表面张力。一般4号液体在织物上30s内不渗透,则该织物就具有拒油性,若6号液也不渗透,其拒油效果最好。
3)拒水性能测定方法
采用AATCC测试方法22-1989做喷淋实验,根据被测织物上的水滴或水形可评为0,50,70,80,90,100六级。


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