[摘要]以接觸角作為評(píng)價(jià)依據(jù)，研究了不同改性二氧化硅溶膠處理純棉織物獲得的拒水性能。實(shí)驗(yàn)表明，拒水性隨溶膠中烷基硅烷添加劑的濃度和烷基鏈的長(zhǎng)度增加而提高。改性溶膠處理后織物的拉伸強(qiáng)力減小，而白度和透濕量沒有太大變化。
紡織品的拒水整理劑種類較多，尤以氟碳化合物效率最高、耐久性最好，成為當(dāng)今拒水劑的主流。然而，研究資料表明拒水整理劑單體全氟辛酸(PFOA)和全氟辛酸鹽(PFOS)是潛在的致癌物質(zhì)[ 1 ]，對(duì)人體健康有潛在的危害，并且在整理中和整理后釋放氟化合物，對(duì)環(huán)境也不利[2,3]。因此，尋找含氟整理劑的取代物并采用新穎的整理技術(shù)正在成為拒水整理的研究熱點(diǎn)之一。
目前，溶膠-凝膠技術(shù)應(yīng)用于紡織品的功能整理多集中于抗菌[ 4 - 6 ]、防紫外[ 7 - 9 ]、抗靜電[ 1 0 - 1 2 ]等方面，而應(yīng)用于紡織品拒水整理的研究報(bào)道不多。本文以正硅酸乙酯為前驅(qū)物，以無氟硅氧烷為疏水改性劑制備改性二氧化硅溶膠，通過溶膠-凝膠技術(shù)對(duì)純棉織物表面進(jìn)行改性。研究了不同結(jié)構(gòu)的硅氧烷對(duì)接觸角的影響，并考察了改性溶膠整理純棉織物后其物理機(jī)械性能的變化。
l 實(shí)驗(yàn)
1.1 材料與試劑
織物：29/36 504/236(20s*16s 128*60)，經(jīng)過退、煮、漂、絲光處理(上海華綸);正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷（Fluka,GE）;乙烯基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷(江漢化工)。
1.2 儀器與設(shè)備
M a t h i s 烘蒸兩用機(jī)( 瑞士) ; M U 5 0 4 A 型臺(tái)式軋車(北京紡織機(jī)械器材研究所);JY-82接觸角測(cè)定儀( 河北省承德試驗(yàn)機(jī)有限公司) ;DatacolorSF600電腦測(cè)色配色儀(美國(guó));HKS-5萬能材料試驗(yàn)機(jī)(英國(guó));SH-01Z恒溫恒濕箱(重慶恒達(dá)儀器廠)。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 改性溶膠的制備
在50ml乙醇中加入10ml正硅酸乙酯，加入一定量的0.01M的鹽酸，攪拌均勻后再加入疏水性硅氧烷，室溫下攪拌24h。
1.3.2 整理工藝
純棉織物浸漬溶膠→ 兩浸兩軋( 帶液率70%～80%)→室溫自然晾干2h→120℃焙烘1h。
1.4 測(cè)試方法
1.4.1 接觸角測(cè)量
將處理后的純棉織物樣品放在接觸角測(cè)定儀的平臺(tái)上，用微量注射器在樣品上滴5 μl蒸餾水，測(cè)量其接觸角。在同一樣品上不同部位測(cè)量5次，取平均值。
1.4.2 耐洗性
皂洗條件按GB/T 3921.1-1997標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
1.4.3 白度值
在電腦測(cè)色配色儀上測(cè)定白度值，每個(gè)試樣測(cè)正反面各3次，取平均值。
1.4.4 織物拉伸強(qiáng)力
按GB/T 3923.1-1997標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定織物拉伸強(qiáng)力。
1.4.5 透濕量
按GB/T 12704-91標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定透濕量，以g/m2?表示。
2 結(jié)果與討論
2.1 改性劑結(jié)構(gòu)與接觸角的關(guān)系
本文采用以下化合物作為疏水添加劑：乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、辛基三乙氧基硅烷(OTES)、十二烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)、十六烷基三甲氧基硅烷(DDTMS)，它們的烷基鏈長(zhǎng)分別為2(C2)、8（C8）、12(C12)、16(C16)個(gè)碳原子。
織物的拒水性可以通過織物表面被水潤(rùn)濕的難易來表示，并利用接觸角直觀評(píng)價(jià)拒水性的大小。天然棉布顯示超親水性，對(duì)水的接觸角為0°，即完全被水潤(rùn)濕。純棉織物通過浸軋二氧化硅疏水性改性溶膠后，其接觸角的變化如圖2所示。從圖2可知，純棉織物經(jīng)不同碳鏈的疏水性硅氧烷改性溶膠處理后，接觸角急劇增大，最高可達(dá)到138°。試驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著硅氧烷的烷基碳鏈增長(zhǎng)，處理后的織物接觸角增大，拒水效果呈上升趨勢(shì)。
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