織物防酸整理
織物防酸整理
一、防酸整理的原理
紡織品的防酸整理是防護(hù)用紡織品的一類產(chǎn)品，它是以保護(hù)人體的安全性為目的，酸性液體透過織物的程度決定防酸性能好壞。
防酸的原理與防水、拒油原理相似。一般酸液是以水為介質(zhì)，其表面張力大于水的表面張力。因此，防酸與防水，拒油整理都是改變纖維表面性能，使其臨界表面張力降低，增大接觸角，使液體在織物表面呈園珠狀，防止織物表面被沾濕，潤濕，滲透，并阻止毛細(xì)血管效應(yīng)，達(dá)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幾種方法，大部分是針對(duì)強(qiáng)無機(jī)酸對(duì)棉織物的作用。
1、改性整理法
棉纖維是不含NH2基因的，研究表明，當(dāng)棉纖維中含有一定量的NH2基因，耐酸腐蝕性提高，所以我們可以把含有NH2的化合物與棉纖維接技，獲得一定的防酸性，我們把這類化合物稱為防酸整理劑，這種整理方法稱為改性整理法。
改性整理劑大多是含有NH2基因的高分子化合物，苯乙烯、丙烯腈、丙烯酰胺等共聚物為常見，共聚物中含有活潑基因，可以和棉纖維上的OH反應(yīng)，不但可以把NH2基因接技到棉纖維上，而且在纖維表面形成一層聚合物薄膜．從而達(dá)到防酸性。如采用苯乙烯和N-羥甲基丙烯酰胺共聚物對(duì)棉織物進(jìn)行整理，使其具有一定的防酸和耐酸腐蝕性；采用含氟丙烯酸酯，苯乙烯和N-羥甲基丙烯酰胺的聚合物對(duì)棉織物進(jìn)行防酸防水防堿整理；采用含氟丙烯酸酯單體（丙烯酸六氟丁酯，甲基丙烯酸十二氟庚酯）對(duì)真絲織物進(jìn)行接枝改性，接枝率越大，在纖維便面形成的氟化物層越致密均勻，拒水性和耐堿性越高。
2、表面處理法
這種方法與一般的防水整理相同，它是對(duì)織物表面進(jìn)行防水處理，降低織物的表面張力，從而達(dá)到防止酸性液體透過，減小織物吸收酸性液體。所采用的整理劑(如涂層劑，有機(jī)氟，有機(jī)硅表面整理劑)一般都是耐酸的。如利用硅氧烷EGE-2防水劑，對(duì)各種紡織品如棉，人造絲，羊毛和滌綸等進(jìn)行處理，使其具有良好的拒水和耐酸性；利用含氟乳液LFM-3和LFM-H對(duì)滌綸和人造絲織物進(jìn)行整理，顯著降低織物表面能，可明顯提高織物的拒酸拒水拒油性能；采用有機(jī)氟系防水劑AG710對(duì)滌綸彈力絲和柞蠶絲混捻交織物進(jìn)行防酸處理，制備了一種具有相對(duì)耐洗滌性的防酸綢。
有機(jī)氟整理工藝在紡織品防酸表面整理中應(yīng)有廣泛。有機(jī)氟中外層氟原子骨架層相連的化學(xué)鍵，在高溫焙烘作用下向外整齊密集排列和伸展，在織物表面形成牢固的保護(hù)膜，使織物具有十分優(yōu)良的拒酸性和抗酸壓性能，而且可保護(hù)原有手感，透氣性和色澤等。其缺點(diǎn)是服裝洗滌后，必須經(jīng)過高溫焙烘或熨燙，才能回復(fù)其防護(hù)性能。目前，新型的整理劑可以使織物表面有機(jī)膜中的外層氟原子重新站立的恢復(fù)能較小，面料洗滌后僅需晾干，即可恢復(fù)防護(hù)效果。
3、有機(jī)氟和涂層復(fù)合整理
采用改性整理方法和表面處理的織物雖具有一定的防酸拒酸性能，但織物表面難以形成連續(xù)的保護(hù)膜，防酸滲透性能較差。因此，近年來大多采用有機(jī)氟處理與涂層整理相結(jié)合的方法，徹底解決酸液沾附和滲透問題。耐酸涂層一般采用聚丙烯酸酯類，聚氨酯類和聚四氟乙烯類試劑等，通過高溫成膜，形成具有阻隔作用的防酸保護(hù)層，從而大大提高織物的防酸滲透能力。如采用特種防酸劑與聚丙烯酸酯類涂層共混劑對(duì)織物進(jìn)行涂層整理，在利用含氟防水防油整理劑B對(duì)織物進(jìn)行拒水整理，開發(fā)了耐久型防酸防堿透濕涂層布；采用聚丙烯酸類或聚氨酯類樹脂進(jìn)行透濕涂層整理，再采用含氟防酸劑（DS-106和DS-107）進(jìn)行表面整理，以徹底防止酸液直接接觸纖維并滲透到纖維內(nèi)部；選用聚氨酯類涂層劑HCP-10對(duì)純棉面料進(jìn)行涂層整理，再利用三防整理劑HCP-1進(jìn)行表面整理，終得到透氣（濕），防酸，防堿，拒水和防油的純棉面料。
4、防酸多功能整理
若防酸織物同時(shí)具有防水，防油抗靜電，阻燃和防輻射等多功能，便可提供更全面的安全防護(hù)，有關(guān)這方面的研究現(xiàn)已開展。如對(duì)羊毛防縮阻燃整理過程中加入氟碳化合物可賦予羊毛拒水、拒油和防危險(xiǎn)化學(xué)品等多種功能，因此可用于制備多功能防護(hù)服；美國杜邦生產(chǎn)的TyChemF防護(hù)服采用杜邦Tyvek（特衛(wèi)強(qiáng)）無紡布與化學(xué)公司的Saranex23-P防護(hù)膜復(fù)合而成，具有超強(qiáng)的化學(xué)防護(hù)性能，可以防御166中不同的毒氣，腐蝕性氣體和液體，對(duì)高濃度無機(jī)酸堿有驚人的防護(hù)能力；采用導(dǎo)電纖維與中長滌綸粘膠混紡紗，織造成仿毛面料，再經(jīng)過硅系樹脂，氟系樹脂劑DP整理劑復(fù)合整理，制備了具有防水透氣，防酸，防堿和防靜電等多種功能的防護(hù)面料。
三、防酸整理劑
防酸整理劑防酸整理劑一般分為兩類：一類是全封閉整理劑，如烴類樹脂和橡膠等，其在織物表面形成連續(xù)的涂層膜，使織物細(xì)孔封閉，防護(hù)性能好，但不透氣，不長時(shí)間穿著；另一類是透氣型整理劑，如有機(jī)氟，其化學(xué)穩(wěn)定性極好，可防止織物因被酸液浸濕或吸收酸液而遭腐蝕，且穿著舒適，適宜作業(yè)人員長時(shí)間服用。
目前，國內(nèi)外關(guān)于織物防酸整理劑的研究很多，經(jīng)過對(duì)多種整理劑的比較，有機(jī)氟整理劑效果優(yōu)良。氟原子電負(fù)性大，直徑小，且C-F鍵的鍵能高。因此，含有大量的C-F鍵的化合物分子間凝聚力小，使化合物表面自由能顯著下降從而難以被潤濕，附著的特有性質(zhì)。有機(jī)氟整理劑中的氟原子可以把碳-碳主鏈劑內(nèi)部分子很好的屏蔽起來，使其具有“三高”（即高表面活性，高化學(xué)穩(wěn)定性和高熱穩(wěn)定性）和“兩憎”（憎水性和憎油性）的特性，從而賦予織物優(yōu)異的耐酸耐堿穩(wěn)定性以及拒水，拒油等特性。
目前常用的含氟型整理劑具有經(jīng)久耐用、防護(hù)效果優(yōu)良的特點(diǎn)，但是有一個(gè)缺點(diǎn)，即經(jīng)過洗滌以后必須經(jīng)過熨燙或焙烘其防護(hù)性能才能恢復(fù)。因?yàn)榭椢锝?jīng)過整理，在織物表面形成拒油、拒水、拒酸的含氟有機(jī)膜。該膜由骨架(高分子長鏈)、鏈結(jié)(官能團(tuán))、外層(氟原子)三部分組成。外層氟原子骨架層相連的鍵受高溫焙烘的熱力作用而與織物面垂直挺立，并取向一致形成排列緊密的氟原子層，對(duì)液滴表面張力破壞極小，從而阻隔液體向織物組織滲透。經(jīng)過洗滌后，含氟有機(jī)膜原有內(nèi)應(yīng)力遭到破壞，氟鍵倒塌導(dǎo)致氟原子外層緊密排列變得支離破碎，原有的阻隔層對(duì)液滴失效，使其被滲透。通過高溫熨燙，即施予熱能，使氟原子重新站立，恢復(fù)原有排列的氟原子層，其阻隔功能自然再生。通過選用一種含氟類的整理劑，其特點(diǎn)是外層氟原子的重新站立的恢復(fù)能較小，在特定增效劑的作用下，面料的防護(hù)效果在洗滌后僅需晾干即可恢復(fù)或接近洗前的功能。
四、防酸整理的主要技術(shù)指標(biāo)
透氣型防酸工作服的防酸能力根據(jù)GB12012-89《防酸工作服》標(biāo)準(zhǔn)，主要有防酸滲透性、拒酸性、抗酸壓性和耐酸性四項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。
防酸滲透性：用酸滲透時(shí)間表示，指酸液從服料表面滲到里面的時(shí)間，用分鐘表示，時(shí)間越長，性能越好。
滲透時(shí)間是指在1個(gè)大氣壓、溫度l7--30℃相對(duì)濕度65±2%面條件下，酸液由織物的一面擴(kuò)展到另一面所需要的時(shí)間。
拒酸性：指服料在酸液作用下表面不附著酸的性能，用效率指數(shù)表示，百分?jǐn)?shù)越高，說明酸液越不易粘附。
它的計(jì)算公式是I=(w實(shí)驗(yàn)后／w實(shí)驗(yàn)前)×100％。I值可以反映吸收酸性液體的程度，但不能表示出液體透過織物的程度。
抗酸壓性：是織物抗酸滲透阻力的大小。其值越大，表示防酸性和抗酸滲漏性越好。
耐酸性：用浸酸強(qiáng)力下降率表示，指服料經(jīng)酸液侵蝕后強(qiáng)力的變化率，這種變化越小越好。
其中，防酸滲透性是衡量防酸性能的重要指標(biāo)，它可以給出一個(gè)直觀的防酸概念，即穿用人員有一定的時(shí)間來處理被酸污染的服裝，以免受到傷害。
GB12012-89《防酸工作服》標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)透氣型防酸工作服防酸滲透時(shí)間的規(guī)定如下：
GB12012-1989標(biāo)準(zhǔn)對(duì)透氣型防酸工作服防酸滲透時(shí)間的規(guī)定
五、防酸整理的測定方法
防酸整理是新興的紡織后整理技術(shù)，由于它發(fā)展的時(shí)間不長，應(yīng)用范圍不步。目前，國際上還沒有制定一個(gè)通用的測定標(biāo)準(zhǔn)，一些國家和地區(qū)制定了一些各自不同的測定方法，各有利弊。其中，簡單，常用的一個(gè)方法是GutterTest法(即溝槽法)，這一方法是測定有害液體的，同時(shí)也適用于酸性液體，它的具體內(nèi)容是：采用一定面積的織物，被一個(gè)槽形模具支撐，水平45°角放置，把10ml的酸性液體噴灑于織物之上，液體順角度流下，分別測定實(shí)驗(yàn)前后液體的重量來計(jì)算效果指數(shù)I，當(dāng)I值大時(shí)，表明織物吸收液體少，防酸性好。I值可以反映吸收酸性液體的程度，但不能表示出液體透過織物的程度。
英國職業(yè)衛(wèi)生組織發(fā)展了一個(gè)測定有害液體的方法，它是利用電化學(xué)的理論設(shè)計(jì)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池，通過織物兩面的介質(zhì)可以測定酸性液體透過織物的時(shí)間和速度，這種方法相對(duì)科學(xué)些。總之．有害液體的測定方法有多種，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，隨著這方面技術(shù)不斷成熟，完善，其測試方法和儀器將更加科學(xué)、完美。
我國目前采用GB12012-89《防酸工作服》標(biāo)準(zhǔn)用于防酸滲透、拒酸、抗酸壓性能測試。
六、防酸整理的發(fā)展趨勢
1、研發(fā)新型耐酸纖維
從環(huán)境保護(hù)，人類安全和防護(hù)效果的角度出發(fā)，開發(fā)高性能，環(huán)保型防酸纖維是未來的發(fā)展趨勢之一。研發(fā)新型耐酸纖維不僅要考慮其耐酸穩(wěn)定性，還應(yīng)兼顧纖維的可防性和熱濕舒適性。研發(fā)耐酸穩(wěn)定纖維，可以通過對(duì)纖維改性或開發(fā)新型纖維等途徑來制得。JinJS等人利用聚氨酯脲和硅烷偶聯(lián)劑制備可聚氨酯纖維，然后將其與天然纖維交織，得到的交織物具有良好的拒酸性能。
2、多功能性與舒適性的統(tǒng)一
防酸面料是防護(hù)用紡織品中一類重要的產(chǎn)品，但由于在實(shí)際工作環(huán)境中面臨的危害往往復(fù)雜而不可預(yù)料，因此，開發(fā)防酸，防堿，防水，防油，阻燃和抗靜電等多功能服裝面料具有重要意義。此外，在強(qiáng)調(diào)防酸服多功能的同時(shí)，還應(yīng)使其穿著舒適安全，這是防護(hù)面料發(fā)展提出的一個(gè)重要要求。
3、開發(fā)新型節(jié)能環(huán)保防酸整理劑
有機(jī)氟是目前應(yīng)有多的防酸整理劑，但由于其價(jià)格昂貴，焙烘溫度較高，且對(duì)環(huán)境存在潛在威脅，整理后的面料洗滌后必須進(jìn)行高溫焙烘或熨燙，才能回復(fù)其防護(hù)性能，因此推廣應(yīng)用受到限制。目前，開發(fā)成本低廉，節(jié)能環(huán)保，健康舒適，安全無毒的耐久防酸織物整理劑，取代禁用的含氟整理劑，一越來越受到人們的重視。
4、新型后整理技術(shù)
近年來，一些新型節(jié)能環(huán)保后整理技術(shù)相繼問世，如等離子體技術(shù)和納米技術(shù)等。等離子體技術(shù)能改善纖維表面性能，有人以CF4和C3F6等氣體為等離子體處理氛圍，賦予尼龍和棉等織物一定的拒水拒油性能。納米技術(shù)可以低表面能織物，為紡織品防酸拒水拒油整理開辟一條新的途徑。
試驗(yàn)方法
1)拒酸性能測定方法
采用GB12012-1989做防酸滲透、拒酸、抗酸壓性能測試。
2)拒油性能測定方法
采用AATCC測試方法ll8-1989，用規(guī)定的1，2，3，4，5，6號(hào)液來測定織物，根據(jù)各種液的滲透情況判定表面張力。一般4號(hào)液體在織物上30s內(nèi)不滲透，則該織物就具有拒油性，若6號(hào)液也不滲透，其拒油效果好。
3)拒水性能測定方法
采用AATCC測試方法22-1989做噴淋實(shí)驗(yàn)，根據(jù)被測織物上的水滴或水形可評(píng)為0，50，70，80，90，100六級(jí)。
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