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羊毛纤维的易毡缩性能对羊毛纺织品的尺寸稳定性造成很大影响,在服用过程中不便机洗也造成诸多不便。高效、环保的防毡缩整理方法是当前研究热点,无氯的水性聚氨酯防毡缩整理处理工艺简单、环保,但要获得良好的防毡缩效果,水性聚氨酯的用量很大,使整理后的织物变硬,手感粗糙。对水性聚氨酯进行改性,提高它的成膜性和强力,可以降低用量,改善手感。本文主要研究纳米二氧化硅微球和苯甲基硅油对水性聚氨酯的物理共混改性,起到对膜的增强作用,在达到防毡缩技术标准条件下,减少聚氨酯用量,改善手感。 首先,制备端氨基纳米二氧化硅微球对水性聚氨酯(BAP-01)进行改性。研究中先采用正硅酸四乙酯(TEOS)合成纳米SiO2微球,再经3-氨丙基三乙氧基硅氧烷(KH550)对硅小球进行改性,制备端氨基改性纳米SiO2微球(SNCs-NH2)。根据粒径、透射电镜(TEM)、固体29硅核磁(29Si NMR)、红外(FTIR)和Zeta电位等测试证明,已成功制备粒径150 nm左右和分散性良好的SNCs-NH2。 再将不同含量的SNCs-NH2与BAP-01共混制得复合水性聚氨酯(Si-BAP-01)和相应的聚氨酯复合膜,并对其进行动态力学(DMA)、热重、拉伸强力、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等测试。发现添加SNCs-NH2之后水性聚氨酯复合膜的拉伸强力升高,当加入量为0.9%时,拉伸强力比原样提高了59.01%,断裂延伸率提升了80.28%,储能模量显著提高,说明SNCs-NH2对BAP-01有明显的增强作用。采用Si-BAP-01对羊毛织物进行防毡缩整理发现:Si-BAP-01在用量为40 g/L就能达到BAP-01在60 g/L的防毡缩效果,此时整理织物的面积毡缩率为0.93%,达到国际羊毛局羊毛织物的机可洗技术标准ISO6330/IWSTM31(面积毡缩率≤3%)和目前市场对机可洗产品的品质要求(面积毡缩率≤1%)。由于降低了33%的聚氨酯用量,织物的手感和风格得到一定程度的改善。 由于纳米微球制作条件苛刻,不易产业化应用。因此本文又选用苯甲基硅油改性国产水性聚氨酯(ANF-LW8806)。先将苯基硅油进行乳化,再通过共混的方法制备得到水性聚氨酯复合改性液(WSPU),将其用于羊毛织物防毡缩整理,测试结果表明其并未达到降低用量的目标。为了进一步降低WSPU用量,采用蛋白酶预处理/WSPU整理的二步法联合工艺。根据对整理织物毡缩率、强力、泛黄指数、织物风格等性能进行分析,确定了蛋白酶和 WSPU联合防毡缩的最佳整理工艺为:蛋白酶用量2%(o.w.f)、pH值8.0、温度60℃、处理时间1 h;WSPU用量为60 g/L,二浸二轧(带液率70%),预烘温度80℃处理3 min,焙烘温度160℃处理3 min。整理后织物面积毡缩率为0.96%,达到机可洗产品的要求。蛋白酶和WSPU联合防毡缩整理有效的改善了羊毛织物单独采用 WSPU整理时手感发硬和织物泛黄的问题,同时避免了单独蛋白酶处理导致的强力损失,在获得防毡缩效果的同时仍保持较好的织物风格。