功能整理

1. 功能整理 目的：满足生活、工业和国防上的某些特殊要求。 使织物具有某些特殊性能的整理加工过程称为功能整理。

2. 一、拒水、拒油整理 • 拒水、拒油整理就是用疏水性物质对织物表面进行处理，降低纤维的表面能，使织物不易被水和油所润湿。 • 所用的疏水性物质称为拒水剂或拒油剂。

3. 拒水整理与防水整理的区别 • 拒水、拒油整理后织物的纤维间和纱线间仍保存着大量的孔隙，仍保持良好的透气和透湿性，适用于服装面料。 • 防水、防油剂则是一种能成膜的物质，整理后在织物表面形成一层不透水、不溶于水的连续薄膜，赋予织物防水、防油性。但整理后织物不透气，手感也较粗糙，适用于室外的纺织品。

4. （一）拒水、拒油整理原理 • 拒水剂的表面张力 • 拒水剂在织物的纤维表面上的分布状态

5. 液滴在固体表面的平衡状态 γS--固体表面张力，mN/m γLS--固液界面张力，mN/m γL--液体界面张力，mN/m

6. 杨氏方程式 • γS=γLS+γLcosθ • cosθ=(γS-γLS)/γL • 式中：γS--固体表面张力，mN/m； • γLS--固液界面张力，mN/m； • γL--液体的界面张力，mN/m。

7. 接触角与润湿的关系 • 当θ=0°时，液滴在固体表面完全铺平，表示固体表面被液滴完全润湿； • 当θ=180°时，液滴为圆珠型，这是一种理想的不润湿状态； • 当θ＞90°时，固体表面已有拒水或拒油效果。

8. 表面张力与拒水的关系 • 要达到拒水、拒油目的，必须使接触角θ增大，即cosθ值减少，则必须减少固体表面张力γS和(或)增大固液两相的界面张力γLS。 • 当γS-γLS为负值时，θ＞90°，则有良好的拒水或拒油效果。

9. 临界表面张力 • 为了了解固体表面的润湿性，用临界表面张力表示固体的表面性能。 • 当液体的表面张力小于固体平面的临界表面张力时，该液体能在该固体表面随意铺展而润湿；当高于固体平面的临界表面张力时，则形成不连续的液滴，其接触角大于0°。

10. 拒油特性 • 只有用含氟的整理剂处理，整理后的织物才具有拒油污的特性。凡是能拒油的织物必定能拒水。

11. 脂肪长链拒水剂在纤维表面排列示意

12. 分布状态与拒水的关系 • 拒水、拒油剂有规则地整齐排列，分子非极性端基都在外层，拒水、拒油效果好。 • 拒水、拒油剂在纤维表面的浓度要适当高一些，尽可能使拒水、拒油整理剂能整齐地排列在织物的表面。

13. （二）拒水、拒油整理剂种类 • 石蜡-金属盐拒水整理剂 • 季铵化合物类拒水整理剂 • 脂肪烃三聚氰胺衍生物类拒水整理剂 • 脂肪酸金属络合物类拒水整理剂 • 有机硅类拒水整理剂 • 有机氟类拒水、拒油整理剂

14. 1.石蜡-金属盐拒水整理剂 • 石蜡-金属盐类拒水整理剂可分为石蜡-铝盐制剂和石蜡-锆盐制剂。 • 石蜡-铝盐制剂中常用的铝盐是醋酸铝和甲酸铝。 • 石蜡-锆盐制剂中常用的锆盐是二氯氧化锆（ZrOCl2）。

15. 拒水整理原理 • 主要利用石蜡乳胶和金属盐的水分散液浸轧织物，经烘干和热处理后生成金属盐氧化物或氢氧化物与石蜡的混合物沉积于织物上，赋予织物拒水性。

16. + R CH2 N 2.季铵化合物类拒水整理剂 • 这类拒水整理剂的通式为：

17. 代表产品 • 商品维兰（Velan）PF、防水剂PF。 • 适用于棉和涤棉混纺织物，是耐久性拒水剂。

18. 3.长链脂肪酰胺化合物 • 这类拒水剂是一端具有反应性基团的长链脂肪烃的化合物，其中有羟甲基硬脂酸酰胺、长碳脂肪烷基乙烯脲等。 • 代表产品：柔软剂VS。

19. 4.脂肪烃三聚氰胺衍生物类拒水整理剂 • 这类拒水剂是三聚氰胺-甲醛树脂和具有长链结构的脂肪酸、酰胺、醇的相结合

20. 代表产品 • 拒水剂703和防水剂AEG。 • 主要应用于天然纤维及合成纤维的拒水处理。

21. 5.脂肪酸金属络合物类拒水整理剂 • 脂肪酸可以与铬、钛、铝等金属离子络合而形成脂肪酸络合物，具有拒水性，其中以铬为最常用。 • 防水剂CR、防水剂AC都是这类拒水剂。

22. （1）防水剂CR • 防水剂CR是氯化铬的硬脂酸络合物。 • 首先发生水解，然后与纤维素缩合。 • 防水剂CR在水解过程中产生盐酸，故在处理织物时需采用预水解法或缓冲水解法以防止织物脆损。 • 防水剂CR呈绿色,织物经拒水整理后略呈浅绿色，因此白色或浅色织物不宜使用。

23. （2）防水剂AC • 防水剂AC是氯化铬、氯化铝的硬脂酸络合物。 • 一般适用于棉织物的拒水处理，但白色及浅色织物不宜使用。

24. 6.有机硅类拒水整理剂 • 有机硅防水剂商品一般由两种组分组成，即由含氢硅油，与甲基硅油或羟基硅油组成。

25. 应用性能 • 有机硅不溶于水，用乳化剂乳化，应用时需用催化剂。 • 有机硅拒水剂广泛应用于纤维素纤维、羊毛、蚕丝和各种合成纤维织物，在合成纤维上的拒水效果及耐久性比在棉上为好。

26. 7.有机氟类拒水、拒油整理剂 • 不但拒水还能拒油。 • 有机氟类拒水、拒油整理剂有溶剂型和乳液型两种，拒水、拒油整理是用乳液型。

27. 分子结构组成 • 氟碳基团，是赋予拒水、拒油的关键组成。 • 缓冲链节，由于氟碳链极性强，能使分子内部发生强烈极化，偶极矩增大，容易降低分子稳定性，因此需增加缓冲链节，它们通常是-CH2CH2-SO2NH-、-CH2-CH2-CH2-等。 • 高分子链节，通常是含有双键的单体，如丙烯酸、乙烯、苯乙烯等，通过聚合而成高分子化合物。 • 改性部分，为达到某些特殊性能而引进一些改性基团，例如羟基、磺酰胺基、叔胺基等等，以改善其亲水性、抗静电性、易去污性等。

28. CH2 CH COOCH2C7F15 拒油整理剂FC-208

29. 应用性能 • 低浓高效 ，不影响进行其他后整理 ，透气，透湿。 • 成本很高。 • 洗涤时易发生湿沾污。

30. （三）拒水、拒油整理工艺

31. 1.有机硅拒水整理 • 浸轧液组成 甲基含氢硅烷乳液（30％） 30g/L 羟基硅烷乳液 70g/L 胺化环氧交联剂（31. 8％） 14.2g/L 醋酸锌（结晶） 10.8g/L 氯氧化锆 5.4g/L 一乙醇胺 4.5g/L • 工艺流程及条件 浸轧（二浸二轧，轧余率＞75%）→烘干（100～105℃） →焙烘（150～160℃，5～7min）→水洗、皂洗、水洗→烘干。

32. 整理效果 • 有机硅防水剂整理织物，可获良好的耐久拒水效果，透气性及耐洗性能也都优良，手感丰满柔软，织物的撕破强度和防污性也得到提高。 • 特别适用于合成纤维及其混纺织物，棉和粘纤织物耐久性效果稍差些。

33. 2.反应性拒水剂整理工艺 • 浸轧液组成 防水剂 PF 100g/L 乙醇（80%） 15g/L 结晶醋酸钠 25g/L • 工艺流程及条件 • 浸轧（二浸二轧，35～40℃）→预烘（70～80℃）→焙烘（120～150℃，5～10min）→热水洗→烘干→整理。

34. 整理效果 • 主要用于纤维素织物的拒水整理，整理后织物具有良好的透气性、耐洗性和优异的柔软手感。

35. 3.拒油整理工艺 • 浸轧液组成（整理剂AG-710是全氟烷基丙烯酸盐 ） 涤纶 10～30g/L 涤/棉、锦纶、蚕丝、羊毛 20～40g/L 涤/粘纤 30～50g/L 棉 40～70g/L • 工艺流程及条件 浸轧（轧余率70％）→预烘（110℃，2min）→焙烘 （150℃，3min）

36. 整理效果 • AG-710能使各种纤维获得优良的拒水、拒油效果，特别对合成纤维、蛋白质纤维。

37. 二、阻燃整理 经过阻燃的织物不易燃烧或一燃即熄，当火源移去后不再燃烧，无余燃和阴燃现象。

38. 燃烧术语 • 余燃：燃着物质离开火源后，仍有持续有焰燃烧 • 阴燃：燃着物质离开火源后，仍有持续的无焰燃烧 • 极限氧指数（LOI）：在规定的试验条件下，使材料保持燃烧状态所需氮氧混合气体中氧的最低浓度。

39. （一）燃烧性能 • 易燃性纤维：棉、粘胶纤维和醋酯纤维 • 可燃性纤维：腈纶、羊毛、聚酰胺纤维、聚酯纤维和蚕丝 • 变性合成纤维：聚氯乙烯纤维、变性聚丙烯腈纤维为难燃性纤维 • 不燃性纤维：石棉、玻璃纤维及金属纤维

40. 1.纤维素纤维 • 受热后不会软化、熔融，但易于分解。

41. 脱水、缩聚 分解 （1）热裂解过程 • 分子链降解 形成左旋葡萄糖 焦油状物质 可燃性气体、固体炭

42. （2）阻燃机理 • 抑制左旋葡萄糖的产生，减少热裂解产物中可燃性气体量，增加固体炭的含量。

43. 2.合成纤维 • 受热后软化、熔融，产生熔滴，再发生热分解作用。

44. 氧化、分解 软化 游离基 分子链断裂 降解 可燃性、不燃性气体 （1）热分解过程

45. （2）阻燃机理 • 抑制游离基的反应，降低熔融温度。

46. 3.蛋白质纤维 • 高吸湿性，有天然的阻燃性能。

47. （二）影响燃烧性能的因素 • 织物的组织结构 • 温度 • 含湿 • 空气压强

48. 1.织物的组织结构 • 结构紧密，厚重 燃烧性能差。

49. 2.温度 • 温度升高 易燃性增加

50. 3.含湿量 • 含湿量提高 燃烧性能下降