如何进行树脂防皱整理？

（一）树脂整理的目的和原理

棉、黏胶纤维及其混纺织物具有许多优良特性，但也存在着弹性差、易变形、易折皱等缺点。所谓树脂整理就是利用树脂来改变纤维及织物的物理和化学性能，提高织物防缩、防皱性能的加工过程。树脂整理主要以防皱为目的，故也称为防皱整理。实际上，许多防皱整理剂并不一定都是树脂，但习惯上仍沿用树脂整理这一名称。从整理发展过程来看，树脂整理经历了一般防缩防皱、免烫（或“洗可穿”）和耐久压烫（简称PP或DP整理）三个阶段。

织物产生折皱可简单地看成是由于外力作用，使纤维弯曲变形，外力去除后形变未能完全复原造成的。从微观上讲，则是由于纤维大分子或基本结构单元间交联发生相应变形或断裂，然后在新的位置上重建而引起的。就纤维素分子而言，大分子链上有许多羟基，并在大分子之间形成氢键交联。当受到外力作用时，纤维发生变形，大分子间原来建立的氢键被拆散，基本结构单元发生相对位移，纤维大分子在新的位置上形成新的氢键。外力去除后，由于新形成的氢键的阻碍作用，使纤维素大分子不能回复到原来的状态，这就是造成织物折皱的原因。

树脂整理剂能够和纤维素分子中的羟基结合而形成共价键，或沉积在纤维分子之间，从而限制了大分子链间的相对滑动，提高织物的防皱性能，同时也可获得防缩效果。

（二）树脂整理剂和树脂整理工艺

树脂整理剂的种类很多，以前最常用的是N—羟甲基化合物，如二羟甲基脲（脲醛树脂，简称UF）、三羟甲基三聚氰胺（氰醛树脂，简称TMM）、二羟甲基乙烯脲（简称DMEU）和二羟甲基二羟基乙烯脲（简称DMDHEU或2D）等，其中以2D树脂整理效果最好，应用也最广泛。二羟甲基二羟基乙烯脲是由尿素、甲醛和乙二醛在一定条件下缩合而成的，其分子结构如下：

树脂整理的一般工艺流程为：浸轧树脂整理液→预烘→拉幅烘干→焙烘→皂洗→烘干。

1.浸轧树脂整理液

浸轧方式为二浸二轧或一浸一轧两道，轧液率65%～70%，浸轧液温度为室温。树脂整理液由树脂初缩体、催化剂及其他添加剂组成。树脂初缩体一般由酰胺与醛反应制得，如2D树脂初缩体是由尿素、甲醛和乙二醛在一定条件下缩合而成。催化剂的作用是加速树脂整理剂自身及其与纤维之间的反应，降低反应温度、缩短处理时间。催化剂种类应根据树脂类型进行选择。由于经树脂整理后的织物断裂强力、撕破强力及耐磨性能等有一定程度的降低，织物手感也变得较为粗糙，因此，为改善上述缺点，在树脂整理液中常加入一些添加剂。常用的添加剂为一些热塑性树脂，如聚乙烯乳液、聚丙烯酸酯乳液等，以及聚氨酯、有机硅和其他柔软剂。另外，为了增加树脂初缩体的渗透性，整理液中还可加入适量的润湿剂，如渗透剂JFC、平平加O等。

2.预烘

采用红外线或热风烘燥机于80～100℃烘燥，使织物含湿率降低到30%以下，以防止织物上的树脂初缩体在烘干时产生泳移，造成整理效果不均匀。

3.拉幅烘干

拉幅烘干的目的是使树脂整理后织物的幅宽达到规定要求，并把织物烘干。拉幅烘干一般在热风布铗拉幅机或热风针板拉幅机上进行。针板拉幅机可超速喂布，有利于提高织物防缩效果。

4.焙烘

焙烘是利用较高温度对干燥后的织物进行处理，使树脂初缩体在较短的时间内自身缩合或与纤维发生交联反应。焙烘的温度和时间根据催化剂种类和用量而定，一般为140～150℃，3～5min。焙烘设备有悬挂式、导辊式和卷绕式焙烘机等。悬挂式焙烘机有长环和短环两种，织物呈松弛状态悬挂在导辊上，导辊由链条带动运转。导辊式焙烘机是一种常用焙烘设备，其特点是织物受热均匀，容布量大，结构如图6-9所示。焙烘时织物经由导布辊进入预烘区，使织物表面温度升高，并烘除残留的水分，然后进入焙烘区使树脂反应，最后经冷却区降温冷却后落布。

图6-9　导辊式焙烘机
1—蒸汽加热器　2—煤气燃烧器　3—排气　4—预烘区　5—焙烘区　6—冷却区

5.皂洗、烘干

皂洗的目的在于洗除织物上的树脂反应副产物，如甲基胺等，它有难闻的鱼腥味。同时还可洗除织物上的催化剂及其他残余物。皂洗后织物用水清洗，最后烘干。

（三）低甲醛和无甲醛树脂整理剂和整理工艺

由于以前的树脂整理剂绝大多数都是含甲醛的N-羟甲基化合物，用这类整理剂整理的织物在湿热条件下一般都存在不同程度的甲醛释放问题。甲醛为有毒物质，会刺激人的眼睛和鼻黏膜，引起皮肤过敏及皮炎，释放在空气中会造成严重污染。为此，许多国家都对织物上甲醛的释放规定了严格的允许限量。我国的GB18401—2010《国家纺织产品基本安全技术规范》中规定甲醛的限量为：婴幼儿纺织产品≤20mg/kg，直接接触皮肤的纺织产品≤75mg/kg，非直接接触皮肤的纺织产品≤300mg/kg。因此，降低整理织物的甲醛释放量非常重要。

整理织物上释放的甲醛有一部分来源于树脂初缩体中的游离甲醛。因为在N-羟甲基类防皱整理剂的制备过程中，羟甲基化反应是一个可逆反应，在合成整理剂的平衡状态都存在未反应的甲醛。整理剂N-羟甲基等的分解也是导致整理织物不断释放甲醛的重要原因。N-羟甲基类整理剂对织物进行整理时，除了部分自聚以及和纤维发生交联反应外，还会发生如下的反应释放出甲醛：

整理剂和纤维素分子间生成的交联键的水解断裂也是整理织物上甲醛释放的又一来源。

研究表明，未交联的N-羟甲基是整理织物主要的甲醛释放源。(https://www.xing528.com)

为了降低整理织物上的游离甲醛含量，可以选用低甲醛或无甲醛整理剂。

1.低甲醛树脂整理剂及整理工艺

低甲醛整理剂是指整理剂初缩体中的游离甲醛含量在0.5%以下，整理品释放甲醛为30～300mg/kg的整理剂。对于N-羟甲基类整理剂来说，其羟甲基的醚化是制造低甲醛整理剂的有效途径，因为醚化的N-羟甲基酰胺类树脂以烷基取代了N-羟甲基中的氢原子，所形成的醚键不仅稳定，降低了原有体系的极性和电荷，而且形成的烷氧基的供电性比羟基大，从而使N—C键的稳定性提高，使树脂和纤维之间的交联键耐酸、碱水解稳定性大大提高，从而减少了甲醛的释放量。但整理剂的交联活性减小，降低了抗皱和耐久压烫的效果。常用的醚化剂为醇类化合物，如甲醇、乙醇和乙二醇等。甲醚化和乙醚化可得低甲醛整理剂，整理织物的甲醛释放量可减少至200～300mg/kg，多元醇醚化可制得超低甲醛整理剂，整理织物的甲醛释放量可低于150mg/kg，目前实际应用较多的是各类醚化2D树脂，其醚化反应如下：

纯棉织物用低甲醛整理剂的整理工艺举例如下：

工作液组成：醚化2D树脂50g/L，有机硅柔软剂20g/L，氯化镁35g/L，渗透剂JFC2g/L。

工艺流程：二浸二轧→红外线预烘→拉幅烘干→焙烘（165～167℃，3.5min）→平洗→烘干。

但即使是采用醚化的低甲醛整理剂进行整理，整理织物也不可避免存在甲醛释放问题。

2.无甲醛整理剂及整理工艺

目前研究和应用的无甲醛整理剂主要是多元羧酸类，如丁烷四羧酸（BTCA）、丙三羧酸（PTCA）、柠檬酸（CA）和低聚合度的聚马来酸（PMA），其结构式分别如下：

多元羧酸与纤维素纤维的交联机理是，首先多元羧酸在高温和催化剂的作用下，相邻的两个羧基脱水，形成酸酐，然后酸酐再和纤维素分子上的羟基进行酯化反应，形成交联，其反应如下：

对多元羧酸和纤维素纤维反应有较好催化效果的催化剂是无机磷系，其中以次磷酸钠最好，其次是磷酸二氢钠，磷酸氢二钠、焦磷酸钠和磷酸三钠等也具有一定的催化作用。应用多元羧酸作为纤维素纤维织物的防皱整理剂时应加入胺类化合物（如三乙醇胺、异三乙醇胺）和多元醇类化合物（如季戊四醇、丙三醇、聚乙二醇等），以提高整理织物的强度，增加织物的柔韧性和白度。

（1）丁烷四羧酸：丁烷四羧酸的整理效果比较理想，其整理产品的耐久压烫等级、白度、耐洗性、手感和强力保持率等都令人满意，某些指标甚至超过2D树脂，且加入催化剂的工作液不会自聚，可长期存放。其对纯棉织物的防皱整理工艺举例如下：

工作液组成：丁烷四羧酸6.3%，催化剂NaH2PO2·H2O6.5%，有机硅柔软剂适量，聚乙二醇1%。

工艺流程及条件：浸轧工作液（轧液率110%左右）→预烘（80℃，5min）→焙烘（180℃，1.5min）→水洗→烘干。

（2）聚马来酸：聚马来酸具有较好的整理效果，如高的免烫性、强力保持率及耐水洗性，而且价格也便宜，具有良好的应用前景，但比丁烷四羧酸的整理效果略差。纯棉织物聚马来酸防皱整理的工艺举例如下：

工作液组成：聚马来酸8%，柔软剂2%，次亚磷酸钠4%，渗透剂0.2%。

工艺流程及条件：二浸二轧（轧液率70%～80%）→预烘（85℃，3min）→焙烘（180℃，1min）→水洗→烘干。