柠檬酸一乙二醛在棉织物防皱整理中的应用研究

　　长期以来，棉织物的防皱整理剂主要使用N一羟甲基化合物，但存在甲醛释放的问题。多元羧酸作为一种无甲醛防皱整理剂，已受到普遍关注。其中.柠檬酸作为一种多元酸防皱整理剂，与其它多元酸相比.因其价格低廉、毒性低等优点受到人们的广泛关注。但是柠檬酸的缺点是整理后织物的折皱回复角与2D树脂相比较小，而且在焙烘后织物泛黄比较严重，这些缺点限制了柠檬酸在棉织物防皱整理中广泛应用[1-3]。

　　乙二醛也是一种无甲醛整理剂，能够提高棉织物的折皱回复角，但是低浓度的乙二醛会对棉织物造成很大的强力损失，并且价格比较高[5-10],但乙二醛的醛基比较活泼，在一定的条件下可以与柠檬酸上的羟基发生反应，产生新的交联剂用于防皱整理。这样不但能够降低柠檬酸上的羟基在焙烘时引起的泛黄程度，还可以大幅度提高织物的折皱回复角。

　　本实验拟讨论乙二醛一柠檬酸作为混合交联剂对棉织物进行防皱整理。分析了多种因素对棉织物防皱整理工艺及其他性能的影响，并测试织物的耐洗性能。

　　材料：经退煮漂的斜纹棉机织物，规格为50tex×62.5 tex，500根／dm×240根／dm药品：柠檬酸、乙二醛、硝酸钠、次亚磷酸钠、氯化镁(MgCl 2?6H20)，均为分析纯；JFC(工业级)。

　　仪器：ZBD型白度仪，YG026A型电子织物强力机，YG(B)541D?I型全自动数字式织物折皱弹性仪。

　　乙二醛的两个醛基是个强极性基团，碳显较强的正电性，因而易与亲核试剂反应，而柠檬酸中羟基上的氧具有孤对电子，有较强的亲核性，氧以及孤对电子进攻羰基碳形成半缩醛，或进一步反应形成缩醛。这样柠檬酸上的羟基与乙二醛反应会形成一种新的交联剂。

　　分别称取一定质量的柠檬酸与乙二醛(柠檬酸与乙二醛的摩尔比为4：1)置于50℃的恒温水浴锅中，进行4 h的反应，使反应充分.即得到柠檬酸一乙二醛的交联剂。

　　断裂强力：按GB／T3923.1?1997法测试：折皱回复角(T+W)：按GB／T 3819?1997法测试；白度：采用白度仪测试。

　　由表1可以看出.使用次亚磷酸钠整理后织物的强力保留率较高，但是白度较差。次亚磷酸钠的价格较高，.而且作为含磷催化剂，对环境是有污染的，因此不考虑使用次亚磷酸钠作为催化剂。使用氯化镁后织物的折皱回复角较高，但是强力损失严重，仅剩26%，故不可使用。使用柠檬酸钠和多聚磷酸钠时，整理后织物的强力保留率和白度均较好，但是回复角太低，无法达到理想的防皱效果，所以也不能采用。使用硝酸钠时，强力保留率稍低，但是整理后织物的防皱效果和白度均较好。所以采用硝酸钠作为整理剂的催化剂。

　　由表2可以看出，在整理剂用量为3%～8%时，随着整理剂用量的增加，棉织物的折皱回复角得到了明显的提高，整理织物的断强保留率和白度有所下降。这是因为合成的混合整理剂可与棉纤维大分子上的羟基发生酯化和醚化反应，在纤维内部形成网状交联结构.阻碍大分子问的相对滑动，从而提高织物的折皱回复角。同时由于共价交联，使纤维受外力后均匀分配外力的能力下降，易造成应力集中，大分子链更容易断裂，因而断裂强力下降。其用量超过8%后，折皱回复角增加变小，原因可能是因为过量的整理剂会有一部分沉积在被整理织物表面，表面树脂过多使弹性略有下降。综合考虑，整理剂的最佳用量以8%为宜。

　　由表3可以看出，随着硝酸钠用量的增加，整理织物的的折皱回复角提高，当用量达到4%时达到最大值，此后再增加催化剂的用量，折皱回复角几乎维持最大值不再增加，而强力保留率却有所增加，这是因为硝酸钠在焙烘过程中，能释放出碱性物质，以中和多元酸高温时释放出的酸，减轻了对织物的损伤。白度随着催化剂用量的增加而下降，主要原因是因为整理剂中的乙二醛与硝酸钠在焙烘过程中会产生泛黄。通过综合考虑各项性能，硝酸钠的用量以3%为宜。

　　由表4可以看出。随着焙烘温度的升高，织物的折皱回复角提高，但断裂强力和白度下降。但在160℃时白度还是很不错的，比单独使用柠檬酸的白度要白(单独使用柠檬酸的白度为77)。白度的变化趋势为：随着温度的升高白度下降，160℃时，白度开始下降，说明高温条件对于织物的泛黄起到促进作用，尤其当温度到达180℃时.织物白度值很低。除高温使纤维素氧化带来织物白度的下降外，由于硝酸钠是含氮催化剂，造成温度较高时织物产生泛黄。综合各项性能，焙烘温度以160℃为宜。

　　由表5可以看出，焙烘时间增加.织物的折皱回复角提高，而织物的白度和断裂强力下降。这是因为焙烘时间的增加，整理剂与纤维大分子的反应也越充分，织物的防皱性能提高.但对织物的白度和断裂强力有较大的影响，因而最佳的焙烘时问以150 s为宜。

　　以上述优化工艺对棉织物整理后与柠檬酸和2D树脂整理的棉织物进行比较，结果见表6。

　　由表6可以看出，当用量相同时，合成交联剂整理后织物的折皱回复角较原布和单独用柠檬酸都有大幅提高，白度较单独使用柠檬酸略有升高，说明合成反应起到了改善柠檬酸白度的作用。总体上讲，合成的交联剂实现了改善柠檬酸防皱性能的目的。与2D树脂相比，合成的整理剂各种指标都高于2D树脂，而且白度也相近，从上述数据证明，这种整理剂完全可以取代2D树脂。

　　以合成的整理剂在最佳工艺条件下整理的棉织物与经柠檬酸酸整理的棉织物对比，测试耐水洗性，下表为水洗后使回复角降低20的最少水洗次数。

　　由表7我们可以看出.在柠檬酸中加入乙二醛反应后，能明显提高棉织物的折皱回复角和耐水洗性能。原因是因为乙二醛与柠檬酸中的羟基反应，得到了一个更大的多元酸，这样连续反应的结果是得到一个具有更多反应基团的枝蔓状产物，扩大了与纤维的交联，提高了织物的耐洗性能。

　　(1)用柠檬酸与乙二醛合成反应后的混合整理剂对棉织物进行防皱整理，其防皱效果比单独使用柠檬酸效果要显著得多，且白度、断裂强力保留率和耐水洗性能良好。

　　(2)合成的自制整理剂的最佳整理工艺条件：整理剂用量为8%，硝酸钠3%，JFC 0.2%.焙烘温度为160℃，焙烘时间为150 s。

　　新华社中新社路透社生意社中证网上海证券报第一财经新浪财经和讯网广东油气商会煤化工产业网天天化工网焦炭期货网

　　凤凰网财经频道ARGUSCMAIBuyersguideChemweekChemExper印度化工周刊日本化学工业日报社美国化工网