滌棉織物在生產(chǎn)加工和整理過程中，織物表面絨毛比較多,加之靜電反應(yīng),穿著一段時間后織物表面易起毛起球,從而影響美觀和舒適感。

      用封端型水性聚氨酯對織物進(jìn)行整理可以很好地解決這個問題,其封端的異氰酸酯在高溫下釋放出來與纖維發(fā)生反應(yīng)并交聯(lián),在織物表面形成強(qiáng)韌的薄膜,或做點片分布而將纖維接觸點粘合起來,以避免纖維遷移，即“點焊接”,減弱了纖維滑移和起毛,同時這種交聯(lián)使纖維末稍粘附于紗線,摩擦?xí)r不易起球。本實驗合成了高反應(yīng)性和高交聯(lián)度的封端型水性聚氨酯,用于滌棉針織物整理,比較了抗起毛起球等級，研制了一種抗起毛起球效果較為理想的產(chǎn)品,并討論了其整理工藝條件。

1 實驗部分

1.1 合成方法

      將聚多元醇裝入三口燒瓶中真空脫水后自然冷卻至一定溫度,加入IPDI、有機(jī)錫在60~70 ℃ 反應(yīng)2 h,將計算量的DMPA(用少量N-甲基吡咯烷酮溶解)加入擴(kuò)鏈0.5 h,即制成了含羧基親水基團(tuán)的聚氨酯預(yù)聚物。用亞硫酸氫鈉在 0~10 ℃ 、經(jīng) 30 min將 羧酸封閉,三 乙胺成鹽后調(diào)節(jié)pH值至2～3,即得無色透明封端型水性聚氨酯。

1.2 整理工藝

      采用涂料浸軋染色法，具體工藝路線為：浸軋（2浸2軋,軋余率85%）→預(yù)烘（100 ℃/3 min）→焙烘。

1.3 性能測試

      (1）-NCO摩爾分?jǐn)?shù)取定量的預(yù)聚物,以甲苯溶解稀釋后,加入定量的二正丁胺,用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定過剩的二正丁胺。

      (2） 分散體黏度：用 NDJ-79型旋轉(zhuǎn)式黏度計,在(25±1)℃下測定。

      (3） 抗起毛起球效果采用圓軌跡法,將針織物裁剪成12 cm×12 cm的 方塊,用抗起毛起球儀測定空白及整理試樣的抗起毛起球性能，采用5次起毛及5次起球;按GB/T4802.1—1997測試抗起毛起球等級。

2 結(jié)果與討論

2.1 WBPU結(jié)構(gòu)對處理后織物抗起毛起球性能的影響

2.1.1 聚合二元醇結(jié)構(gòu)對織物抗起毛起球性的影響

      選用聚醚二元醇（ PEG-1000） 和聚酯二元醇（ JW-244） ,按 不同比例混合后作為多元醇單體 ,與IPDI預(yù)聚,然后用DMPA擴(kuò)鏈,NaHSO3 封端,合成了一系列封端型水性聚氨酯。

      由于聚醚二元醇和聚酯二元醇在結(jié)構(gòu)和分子質(zhì)量上的差異,它們與IPDI的反應(yīng)活性、相同R值（-NCO/OH)下所需IPDI的量、預(yù)聚反應(yīng)達(dá)到平衡時-NCO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等都不盡相同。因此,不同比例的聚醚和聚酯混合的合成反應(yīng)條件,所合成WBPU的結(jié)構(gòu)均不同,聚醚和聚酯的質(zhì)量比對織物抗起毛起球性的影響見表1。

      由表1可知，聚醚二元醇分子質(zhì)量小,與IPDI碰撞的幾率大,反應(yīng)活性高；聚酯二元醇的引入降低了反應(yīng)活性,提高了封端反應(yīng)效率;在封端達(dá)到平衡時,隨著聚酯含量的增加,未反應(yīng)（—NCO）的含量先降低后增高,封端率出現(xiàn)峰值。聚酯的引入增強(qiáng)了樹脂的耐水性,卻使得產(chǎn)物易發(fā)生沉淀。

      本實驗為反應(yīng)性織物整理劑。 WBPU中 軟段的結(jié)構(gòu)、封端率的大小對抗起毛起球性均有很大的影響。封端率越高,在焙烘過程中所釋放的活性基越多,與纖維中的羥基和斷裂大分子發(fā)生反應(yīng)的機(jī)會越多；而軟段中聚醚硬段選用IPDI,手感并無太大變化 ,在聚醚和聚酯配比為6∶4時 ,封端率最高,抗起毛起球等級也由 1.5級提高到3.5級。

2.1.2 聚醚三元醇對織物抗起毛起球性的影響

      在選定聚醚二元醇和聚酯二元醇配比為6∶4時,調(diào)整聚醚三元醇的含量,并與IPDI預(yù)聚、擴(kuò)鏈和封端。

      由于聚醚三官能團(tuán)的引入,聚氨酯體系的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增加，成膜性增強(qiáng),膜與織物的粘接力增大,抗起毛起球性增強(qiáng);但是三官能團(tuán)的引入使得體系黏度加大,加入量過多會使封端反應(yīng)難于進(jìn)行。聚醚三元醇對織物抗起毛起球性的影響見表2。

      由表2可知，隨著聚醚三元醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,未反應(yīng)（—NCO）的含量先升高后降低，封端率增大;隨聚醚三元醇的增多,黏度增大,導(dǎo)致封端率明顯降低。

      加入聚醚三元醇后,聚氨酯體系的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增多,成膜性增強(qiáng),樹脂平鋪在織物表面，封端后高溫釋放的活性基與纖維斷裂末端發(fā)生發(fā)應(yīng),起到牢固粘接的作用,摩擦后織物中的毛羽減少。IPDI作為硬段比TDI具有較好的柔韌性，織物的耐磨性較好,同時手感并未發(fā)生太大變化。擴(kuò)鏈過程中帶電離子的引入,織物表面的靜電作用減弱，因摩擦產(chǎn)生的毛羽不易糾結(jié)成球,所以抗起毛起球性得到了顯著提高。當(dāng)三元醇的含量過高時,分子質(zhì)量過大,聚合物不易分散出現(xiàn)沉淀,故其用量以5%為宜。

2.2 浸軋整理工藝對抗起毛起球性的影響

2.2.1 WBPU用量

      WBPU用量直接關(guān)系到其在織物上所成膜的連續(xù)性、厚度、強(qiáng)度等,從而對織物抗起毛起球性產(chǎn)生影響。取不同用量的WBPU對滌棉針織物進(jìn)行整理,160 ℃焙烘 4.0 min，試驗結(jié)果見表3。

      由表3可知,當(dāng)WBPU用量>4%時,處理織物有較好的抗起毛起球效果,可將滌棉針織物的抗起毛起球等級從1.5級提高到3.5級以上;6%時達(dá)到4級,繼續(xù)提高用量,抗起毛起球等級不再發(fā)生變化。因此,確定WBPU的用量為6%。

2.2.2 焙烘溫度

      測試不同溫度下焙烘4.0 min時織物的抗起毛起球等級,WBPU用量為6%。實驗結(jié)果見表4。

      由表4可知,130 ℃時,整理織物的抗起毛起球等級已經(jīng)可以達(dá)到3.5級, 160 ℃達(dá)到4.5級，170 ℃以后不再變化。因此，確定焙烘溫度為170 ℃。

2.2.3 焙烘時間

      一定溫度下,WBPU在織物上成膜需要一定的時間。選擇WBPU用量為6%,在170 ℃焙烘, 焙烘時間對滌棉針織物性能的影響見表5。

      由表5知,3.5 min時整理織物的抗起毛起球等級已達(dá)4級,隨著焙烘時間的繼續(xù)增加,整理效果不再改變，因此,確定焙烘時間為3.5 min。

3 結(jié)語

      （1） 封端型水性聚氨酯的合成工藝為：聚醚、聚酯二元醇配比為6∶4,聚醚三元醇在醇中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,封端率可達(dá) 89%以上；同時提高了分子的交聯(lián)程度,整理織物的抗起毛起球性能也得到明顯改善。

      （2）在WBPU用量為6%（ o.w.f） 、 170 ℃ 焙烘 3.5 min的浸軋工藝條件下,對滌棉針織物進(jìn)行整理后,抗起毛起球性由原來的1.5級提高到4級上,抗起毛起球性明顯提高,織物手感不變,無黃變。

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