1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 嵌段型有机硅整理织物的性能测试与分析 所在学院 专业班级 纺织工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 IV 摘要： 为了更好地了解氨基聚醚嵌段型硅油 (BPEAS)对纺织产品的适用性，提高产品开发的针对性，本课题分别选择 0.2N、 0.6N、 0.9N 的二甲基硅油与 BPEAS 复配，制成工作浴液，整理全棉织物与桃皮绒织物，并对其进行性能测试与分析。分别得出全棉织物与桃皮绒织物的最优整理复配配方。利用扫描电子显微镜 (SEM)对 BPEAS 整理的全棉织物纤维微观形态观察。结果表明： BPEAS 易在棉纤维表面铺展成膜，使纤维表
2、面更加光滑，改善织物的柔软性能。全棉织物和桃皮绒织物最优整理后，弯曲刚度和弯曲滞后矩降低 50-60%，悬垂系数降低 10%左右，织物的弯曲性能明显提高，使织物更加柔软，手感活络。折皱回复角增加 60-70%，提高了织物的抗 折皱弹性。最优配方整理后的桃皮绒织物的透气性能和透湿性能并没有受到影响，对整理桃皮绒织物非常理想。但是整理后的全棉织物的透气性能和透湿性能受到一定程度的限制，因此，全棉织物的整理配方有待进一步研究、完善。 关键词： 性能测试；织物；柔软性；嵌段；硅油V Performance Testing and Analysis of Fabric Treated with Amin
3、o-silicone Polyether Block Aminopolysiloxane Abstract:To better understand the applicability of the amino-silicone polyether block aminopolysiloxane (BPEAS) for textile products,improve the development of products, this topic select 0.2N,0.6N and 0.9N, N-dimethyl-aminoproyl-aminoproyl polysiloxane c
4、ombine with BPEAS to make bath foam, and test and analysis the performance of cotton fabric and peach skin finished with the bath foam.Obtain the optimal formula of cotton fabric and peach skin respectively. Using scanning electron microscopy (SEM) to observe microcosmic morphology of cotton fiber t
5、reated with BPEAS. Results show that: It is easy for BPEAS to spread film on the surface of the cotton fiber. The fiber is smoother and softer. The bending rigidity and hysteresis of the fabric treated with optimal formula was decreased by 50-60%. The drape coefficient of the fabric was decreased by
6、 10%. The wrinkle recovery angle of treated fabric was increased by 60-70%. It offered a bulky soft hand, good wettability, and anti-wrinkle property to the treated fabric. The optimal formula has little effect on air permeability and moisture vapor transmission of the peach skin,but results in cert
7、ain degree decline of it on the cotton fabric. So, finishing formula of the cotton fabric needs further research and study. Keywords: Performance testing; Fabric; Softness; Block; Silicone VI 目 录 1 绪 论 . 1 1.1 概述 . 1 1.2 有机硅在纺织品加工工艺中的附加值 . 1 1.3 织物性能测试的方法 . 2 1.3.1 织物性能、风格的评价方式 . 2 1.3.2 织物基本规格的 测试
8、. 3 1.3.3 服用性能测试 . 3 1.3.4 织物性能测试的应用前景 . 5 1.4 织物性能测试的目的和意义 . 5 2 实验内容 . 6 2.1 实验目的 . 6 2.2 实验用材 . 6 2.1.1 实验仪器 . 6 2.1.2 实验原料、试剂 . 7 2.2 实验步骤 . 7 2.2.1 BPEAS的乳化 . 7 2.2.2 复配硅油的乳化 . 7 2.2.3 整理配方及工艺 . 7 2.2.4 整理织物性能测试 . 8 2.3 本章小结 . 9 3 BPEAS 整理全棉织物的性能测试结果与分析 . 10 3.1 外观性能测试结果与分析 . 10 3.1.1 弯曲性能测试结果与
9、分析 . 10 3.1.2 悬垂性能测试结果与分析 . 11 3.1.3 折皱弹性测试结果与分析 . 12 3.2 通透性能测试结果与分析 . 13 3.2.1 透气性能测试结果与分析 . 13 3.2.2 透湿性能测试结果与分析 . 14 3.2.3 毛细效应测试结果与分析 . 15 3.3 扫描电镜对 BPEAS整理的全棉织物微观形态观察 . 15 3.4 本章小结 . 16 4 BPEAS 整理桃皮绒织物的性能测试结果与分析 . 17 4.1 外观性能测试结果与分析 . 17 4.1.1 弯曲性能的测设结果与分析 . 17 4.1.2 悬垂性能的测试结果与分析 . 18 4.1.3 折皱
10、弹性的测试结果与分析 . 19 4.2 通透性能测试结果与分析 . 20 4.2.1 透气性能的的测试结果与分析 . 20 VII 4.2.2 透湿性能的测试结果与分析 . 20 4.3 本章小结 . 21 5 总结与展望 . 22 5.1 总结 . 22 5.2 展望 . 22 参考文献 . 23 致 谢 . 错误 !未定义书签。 1 1 绪 论 1.1 概述 有机硅助剂因可赋予纺织品具有独特的性质，如：迷人的手感可改善其服用及保养性能等，使其在现代纺织工业中享有一定的声誉。在纺织品整理中有机硅化学品赋予织物高附加值毫无疑问将是极其重要的。当前人类对服装穿着舒适性的要求越来越受到各方面的重视
11、。特别是化纤纺织品的普及给人们穿着带来了不舒适的闷热感 ， 使人们对天然纤维的舒适性产生了深切的怀念 ，天然纤维纺织品，如棉、毛、丝、麻等纺 织品成了高档产品 。 因此，合成纤维的天然化成为时代要求 1。 通过对纺织品性能的测试和研究，可以评价织物的性能，确定其用途，并可以根据织物性能提出合理的使用要求，还可以实现旧品种的改良和新产品的研究与开发，这对满足人类需求、优化资源配置有着积极的意义。 对织物的性能进行研究，并在生产过程中进行测试，可以对纺织品的生产加以引导，使产品能适应市场，顺应消费者的需求，同时达到资源的合理化利用 2。 1.2 有机硅在纺织品加工工艺中的附加值 20 世纪 50
12、年代初，二甲基硅油首先用作织物憎水处理剂。此后，各国对硅油用作 纺织助剂进行了广泛深入的开发研究，现已迅速扩展应用到织物柔软剂、纤维平滑剂、纺丝及仿麻整理剂、抗静电剂、亲水剂、杀菌防臭剂、涂层整理剂及深色加工剂等方面 5。 目前用于纺织整理剂的有机硅约 15 万吨 /年，占整个有机硅行业的（按质量计算） 24%3。国内，据纺织部门有关人士保守估计，我国纺织行业有机硅织物整理剂用量 20000 吨 /年。其中柔软整理剂用量最大，占整个纺织行业助剂用量的 70% 80%，是提高产品附加值、功能化不可缺少的种类 4。其中，改性硅油已是现代纺织工业中不可缺少的配套加工助剂，并为纤维制品 创造了数额巨大
13、的附加价值，也有效推动了新品种的接踵问世 6。 下面介绍几种常见的改性硅油： 以氨基改性聚硅氧烷为主体的柔软剂是第三代产品中的娇娇者，由于氨基的极性，能与纤维表面的 羟基、羧基 等相互作用，使硅氧烷主链定向附于纤维表面，从而减少纤维之间的摩擦系数，以很小的力就能使纤维之间开始滑动，能达到极好的柔软、平滑效果。 用它整理的织物具有柔软、滑糯、穿着舒适的性能，但也存在一定的不足之处，如疏水，穿着时感觉闷热；黄变现象；乳液“破乳漂油”、粘辊现象 7。 为了避 免了有机硅乳液在使用过程中出现的破乳漂油现象，研究人员研制出了聚醚硅油。聚2 醚硅油同时含有亲油的硅氧烷链段和亲水的聚醚链段，这使它具有表面活
14、性剂的性质，所以该种柔软剂能实现自乳化。经其整理后的织物柔软润滑，具有防玷污和抗静电的效果，在工艺上有时还可染色同浴，是纺织工业上用量较大的一类硅油 8。近期聚醚硅油的发展方向是在其侧链中引入烷氧基、 Si-H基、环氧基、氨基等反应性基团 9-10，改进其耐久性差的缺点 11-13。 近年来，随着各种传染性病菌的流行，季铵化硅烷 及其整理的抗菌织物可望为人们的身心健康提供有效屏障。季铵化有机硅烷具有抗菌作用，能与织物通过化学键结合，抗菌效果持久，又不会产生耐药性，而且对人体和环境的安全性高，被认为是高效、广谱、非药物性抗菌剂产品之一。目前，季铵化有机硅烷在内衣、床上用品的功能化整理方面已获得一
15、定应用。 其它类型的改性方法还有醇改性、羧基改性、酯基改性等，大大改善了织物的应用性能 14-15。 近几年，国内外生产氨基聚硅氧烷的公司致力于将氨基和聚醚连接到聚硅氧烷的主链上。聚硅氧烷主链上的氨基能使嵌段共聚物更均匀地铺展于织物表面；而嵌 段的聚醚也能更好地与织物亲和，赋予织物亲水性，并具有自乳化能力。与传统的氨基聚硅氧烷相比，此类硅油整理的织物，亲水性大大提高，抗黄变性好，而手感差不多 16。这一类亲水性氨基聚硅氧烷的应用性能居所有氨基聚硅氧烷之冠，而且用量少。尽管目前价格为传统氨基聚硅氧烷的数倍；但从性能、用量上综合考虑，很有发展前途。 1.3 织物性能测试的方法 通过对纺织品性能的测
16、试和研究，可以评价织物的性能，确定其用途，并可以根据织物性 能提出合理的使用要求，还可以实现旧品种的改良和新产品的研究和开发，这对满足人类需求、优化资源配置有着积极的意义。 1.3.1 织物性能、风格的评价方式 织物性能、风格的评价方式有感官（主观）评定法和仪器（客观）评定法 17。 （ 1） 感官（主观）评定法 感官（主观）评定法是通过人手触摸织物所引起的感觉，并结合对织物的外观视觉印象来作出评价，通常又称为主观评定法 。 这一方法广泛应用于精纺呢绒的检验，具体可归纳为 一捏、二摸、三抓、四看 18。感官评价是很重要的，但感观评定方法仍存在许多问题 。 首先，感官评定的主要用语存在着一定的交
17、叉，取决于检验者的经历、经验、偏好、情绪、地域、民族等心理、生理、社会等因素，因此感官评定的判断结果将因人、因时而异，局限性大，使得织物本身同有的性能与评价结果之间并不严格存在对应的单值关系；再者，随着织物后整理技术的迅速发展 ， 感观评定面临的困难也越来越大 。 3 （ 2） 仪器（客观）测定法 仪器（客观）测定法是通过各种测试仪器对织物物理机械性能进行一系列必要而充分的测试，实现织物质量、可缝性以及服装面料最终服用性能控制的有关技术条件拟定的方法，通常又称为客观评定法 。 织物客观评定是定量鉴别和评 价织物的性能，具有如下特点和优势： 能预测和控制面料的可缝性及服装在使用期间的服用性能；
18、使服装厂在面料选择和加工工艺的确定上有客观标准可依； 优化组合各种天然纤维和化学纤维，以便采用更合理的混纺比来发挥纤维的综合性能； 有利于织物后整理工艺的最佳化，降低生产成本、提高经济效益； 保持和提高一切现有纺织品的质量； 有利于拟定新的技术标准，使研究者、生产者和贸易者之间建立一个客观的共同基准； 能客观再现面料物理机械性能、表面性能及其他可测物理量，以便对其进行优化设计，利于产品开发 。 1.3.2 织物基本规格 的测试 （ 1） 面料编制结构测试 （ 2） 面料组织结构测试 同种组织的织物还会因为纱线捻度和捻向、织物密度等不同 ， 而呈现出不同的特点。纱线捻度越大 ， 织物表面越光洁
19、， 手感越滑爽 ； 平纹织物经纬纱采用相同捻向时 ， 织物结构稳定 ， 手感坚实 ， 采用不同捻向时 ， 织物松厚柔软 ； 平纹组织经纬密度大则厚实挺括 ， 密度小则轻薄松软。 （ 3） 面料平方米克重测试 （ 4） 面料厚度测试 采用 FAST1压缩仪 ， 通过在织物表面施加 2cN/cm2及 l00cN/cm2两种载荷 ， 精确测量织物厚度 ，并计算织物表层厚度。根据织物表层厚度可预测织物外观和手感。 显而易见 ， 织物厚度和表层厚度较大 ， 则手感呈现柔软和丰满的感觉 ， 反之则趋向滑爽和单薄的感觉。 采用常规的 YG141型织物厚度仪测试方法来测试针织物厚度 。 （ 5） 面料成分比例
20、测试 （ 6） 面料的用纱线密度测试 1.3.3 服用性能测试 （ 1） 面料通透性能测试 面料的通透性是直接影响舒适性能的指标，主要指热、湿、空气等通过材料的性能，它包括材料的吸湿、放湿、透视性能等。不同的服装对通透性的要求不同，有的要求保暖性好，有的要求具有防雨性能 ， 有的则需要很好的防风性能。 4 回潮率 纤维材料中的水分含量，即吸附水的含量 ，通常用回潮率表达。是指纤维所含水分质量与干燥纤维质量的百分比。 透气性 透气性与透湿性和隔热性都有一定的关系。一般透气性好的织物透湿性也较好。透气性本身与织物的厚度、织物的紧密程度、纱线的线密度和捻度、纤维的形态等都有一定的关系。另外，织物的隔
21、热性能主要取决于织物内所包含的静止空气，所以透气性好的织物，隔热性就差。服装的种类不同，对透气性的要求也不尽相同。春夏季服装及内衣的面料对透气性的要求比较高，秋冬季服装及风衣的面料对透气性的要求不高。 透湿性 织物的透湿性也与织物结构、厚度、所用的材料有关，且与 织物的透气性密切相关。 织物毛细效应 一般来说，亲水性吸湿性很好，毛细效应也明显。对于合成纤维来说，本身不具有亲水基团，因此其吸湿较差。 保暖性 织物的保暖性是指织物包覆热体时的温度保持能力。 （ 2） 织物外观 保持 性 能 的指标测定 我们测试影响织物外观性方面的常规指标，包括 :悬垂性、硬挺度、钩丝和抗起毛起球性能、织物折痕恢复
22、性。另外，还有专门测试了织物的抗静电效果。 悬垂性和硬挺度 悬垂性一般与纤维的种类，纱线的捻度，织物的密度、硬挺度和重量有关。 钩丝和抗起毛起球性能 通过对样品的测试，钩丝和抗起毛起 球性能都比较好，最差的是 3 级，一般在 45 级。 织物折痕恢复性能 针织面料由于其线圈结构，本身抗褶皱能力就比织物强，加之涤纶纤维本身的弹性回复性好，且纱线之间的摩擦力小，所以折痕复率较高。 织物抗经典性能 通常织物在受摩擦的时候产生经典，造成服装吸附灰尘、对人体产生缠附现象，既影响服装穿着的外观效果，又妨碍人体活动和影响着装的舒适性。织物产生静电主要与纤维本身性能有关，5 也与温度湿度条件有关。温度低、湿度
23、大，产生静电现象小；反之，则静电现象大。吸湿性好的纤维、改性纤维、导电纤维等有很好的抗静电性。 尺寸 稳定性能指标测定 缩水率、干热尺寸变化率、汽蒸收缩率等。 风格指标测定 弯曲性能、剪切性能、表面摩擦性能、压缩性能、起拱变形性能等。 1.3.4 织物性能测试的应用前景 织物性能及其测试的研究是随社会的发展和科学技术的进步逐步发展起来的 。 一方面，科技人员根据社会和人类的需求，借助新的技术手段，不断研究各领域对材料性能的要求以及赋予织物所需性能的方法，推出新的织物，使之能适应服用、装饰、工业等各领域的不同需求，从而为织物的应用开辟了广阔的前景；另一方面，生产者为了发展生产、降低消耗，在竞争中
24、求得生存，也不断 地进行织物性能的研究，根据消费者的生活水平、文化素质和对织物优良质地以及其他领域对材料的要求，寻找以最小代价换取最佳性能的方法 。 所有这些都促进了织物性能及其测试的研究，而且这方面的理论和实践还将进一步深化和发展。 1.4 织物性能测试的目的和意义 通常，织物性能的好坏具有相对性，仅用好或差的概念来评价织物的性能是不够的，而因为织物的风格特征值与产品质量可通过测试有明确的量化指标，所以织物性能测试研究 就通过这些量化指标来完成。 织物经过有机硅助剂处理后，其服用性能有很大的变化， 织物性能测试可为描述和评价织物提供客观、科学、具有可比性的基础资料 。 为描述和评价织物性能提供了客观标准，为科学地评价织物、确定其用途、找出其薄弱环节指明了方向 ， 实现有机硅油品种的改良和新产品的研究和开发。
