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1、丙綸非織造布親水改性工藝研究??2002年第12期??????????????????????產業(yè)用紡織品31何一帆??趙耀明????(華南理工大學材料學院,廣州,510640)摘??要:論述了用表面活性劑對紡粘法丙綸非織造布進行親水化改性的機理和表面活性劑的選用要求。通過正交試驗法優(yōu)選出用三組分表面活性劑復配體系對丙綸非織造布整理的最優(yōu)工藝條件,討論了處理溫度、處理時間和處理濃度對非織造布親水性影響的規(guī)律。經整理后的紡粘法丙綸非織造布的透水時間為1.2s,獲得了優(yōu)異的親水性改性效果。關鍵詞:表面活性劑,親水性,整理,丙綸非織造布,透水時間中圖分類號:T
2、S195??5??????文獻標識碼:A??????文章編號:1004-7093(2002)12-0031-04????丙綸非織造布具有良好的透氣性、極低的回潮率(僅為0.03%),抗張強力、抗彎曲強度、耐磨損等性能好,價格較低廉。但由于聚丙烯大分子結構中沒有親水性基團,且結晶度高,同時纖維截面呈圓形,結構致密,缺少微孔和縫隙,所以丙綸親水性極差。為了使丙綸非織造布在用即棄衛(wèi)生材料領域得到更廣泛的應用,必須對其進行有效的親水改性。使丙綸非織造布具有親水性主要是在紡絲和整理兩個過程中進行[1]。紡絲改性大多是纖維的整理改性,如通過大分子結構親水化法、與親水
3、化單體接枝共聚法、與親水化物質共混法和纖維結構微孔化法等[2~3]。而整理改性則大多是纖維表面層的改性,這種改性方法具有生產工藝短、操作簡便、成本較低的優(yōu)點。盡管表面親水化整理的纖維親水性的耐久性差,但由于用即棄衛(wèi)生材料對耐久性要求不高,而且該方法經濟效益高,所以值得采用。表面親水化整理工藝一般分為浸漬法和浸軋法兩類。浸軋法常用于布匹加工,浸漬法則常用于紗線加工。本研究從生產實際的需要出發(fā),著重探討丙綸非織造布采用浸軋法進行親水化整理改性的工藝及其規(guī)律。1??表面活性劑對丙綸的親水化改性機理1.1??潤濕機理由于丙綸不吸水,其表面不能被水所潤濕。所謂潤濕
4、,即固體表面吸附的氣體為液體所取代的現(xiàn)象。發(fā)生潤濕時,固??氣界面消失,形成新的固??液界面。該過程中能量(自由能F)必定發(fā)生變化,自由能變化??F的大小可作為潤濕作用的尺度[4]。對于不同類型的自由能變化的潤濕計算公式有所不同[5]。??鋪展?jié)櫇???F=??l+??sl-??s??0,(式中:??s為固體的表面張力,??l為液體的表面張力,??sl為固??液界面張力,下同);??浸漬潤濕:??F=??sl-??s??0;??附著潤濕:??F=??sl-??s-??l??0?？梢钥闯?當??F??0時,潤濕即可發(fā)生。為了方便計算潤濕功,引入了接觸角的概
5、念。根據(jù)Young方程(又稱潤濕方程)[6]:??s-??sl=??lcos??可知,當????90??為不潤濕,當????90??為潤濕。??角越小,表示液體對固體潤濕性能越好。在不涉及潤濕類型只一般地討論潤濕時,即可根據(jù)Young方程進行計算,而不需深究潤濕時的能量變化。由Young方程可以看出,固體表面能愈高,即??s越大,愈易潤濕,故高表面能固體比低表面能固體易于潤濕。??l(收稿日期:2002-07-11作者簡介:何一帆,女,1978年生,在讀碩士研究生。主要從32??????????????產業(yè)用紡織品??????????????????第2
6、0卷總第147期??mN/m,30??),而聚丙烯的臨界表面張力??c為35mN/m[7],故水在一般情況下對屬于低能表面固體的丙綸非織造布難以潤濕,而用表面活性劑的水溶液來整理丙綸非織造布可改善其潤濕性,即吸水性,因為它起到了改變丙綸表面性質的作用[8]。表面活性劑是既有親水基團又有親油基團的??兩親??分子,它的親油基團通過范德華力被吸附于丙綸表面,親水基團伸向空氣,形成定向排列的吸附層。這種帶有吸附層的固體表面裸露的是離子型或非離子型的親水基團,具有高能表面特性,從而有效地改變了原丙綸表面的潤濕性能。1.2??表面活性劑的選用為了使丙綸非織造布具有
7、親水性即再潤濕性,應選用適當?shù)谋砻婊钚詣ζ溥M行整理。潤濕劑[9]參考文獻[11];(3)采用浸漬法對丙綸非織造布進行浸泡整理;(4)布樣經軋輥軋后在80??的烘箱中干燥,然后在室溫下平衡24h,待用;(5)在標準狀態(tài)下測定丙綸非織造布透水時間,方法見參考文獻[12]。3??結果與討論3.1??正交優(yōu)選試驗通過正交試驗法分析并求出三組分復配體系的最佳整理工藝組合,所涉及的工藝條件包括三組分表面活性劑的濃度(分別為A濃度、B濃度、C濃度)、處理溫度以及處理時間。本試驗為三水平試驗,考慮到兩兩濃度之間的交互作用,故選用L27(3)表進行試驗,最后得出了最優(yōu)組
8、合為A濃度0.1%,B濃度0.05%,C濃度0.15%,即最佳配比為A??B??
