聚氨酯涂层织物的涂层去除方法研究

来源:用户上传      作者: 王彩云 戴颖 黄海刚 易姣 郑明通

　　摘要：
　　涂层的存在导致了织物成分分析产生误差。本文介绍了一种聚氨酯涂层织物涂层的去除方法，并给出了该方法对基布带来的损伤系数，为准确进行织物成分分析提供了重要保障。
　　
　　关键词：聚氨酯涂层；PU；涂层；成分分析；修正系数
　　
　　1 引言
　　纺织品涂层整理剂是一种均匀涂于织物表面的高分子类化合物，它通过粘合作用，在织物表面形成一层或多层薄膜，可改善织物外观、增加例如防水、透湿、阻燃、抗紫外线等特殊功能的织物风格[1]，开拓了纺织品的新用途。随着现代化学纤维、纺织、印染整理和涂层材料制造技术水平的不断提升，涂层织物成为消费的热点，其产量增长率高于纺织品生产增长的平均水平[2]。聚氨酯涂层织物因其特有的性质：涂层柔软、有弹性、强度高、具有透湿和透气性能、耐磨、耐湿、耐干洗等优点而被广泛应用。聚丙烯酸酯类(PA)、聚氨酯类（PU）、聚氯乙烯类（PVC）等都是常见的纺织品涂层剂。
　　GB 5296.4―1998 《消费品使用说明 纺织品和服装使用说明》明确规定在国内销售的纺织品和服装的使用说明应标明产品采用原料的成分名称及其含量，纺织纤维含量的标注应符合FZ/T 01053的规定。涂层织物在成分分析上有一定困难，容易导致定性不准确、定量误差大的情况发生。涂层的去除不仅与涂层剂的种类相关，更重要的是在去除过程中不能或尽量少地对基布的纤维产生损伤和溶解。
　　国内在聚氨酯涂层织物去除涂层的方法上有了一定的研究，现有文献报道[3-4]，涂层去除方法研究都是基于基布为聚酯纤维（涤纶）、锦纶、棉的前提下进行的，所得到的涂层去除方法由于研究对象单一而适用范围受限，且未给出相应试剂对其他种类纤维的损伤情况及修正系数，可操作性不强。因此本文以聚氨酯涂层织物为研究对象，探索采用四氢呋喃去除涂层的有效性。
　　
　　2 试验
　　2.1 涂层去除试验
　　2.1.1 试验样品
　　聚氨酯涂层织物。
　　2.1.2 试验设备及仪器
　　生物显微镜：放大倍数为500～2000倍；恒温水浴振荡器：保持温度为（25±2）℃、(50±2）℃、(60±2）℃；抽滤装置；具塞三角烧瓶、玻璃砂芯坩埚、量筒等。
　　2.1.3 试验试剂
　　四氢呋喃（分析纯）、三级水。
　　2.1.4 试验步骤
　　将聚氨酯涂层织物放入具塞三角烧瓶中，每克试样加入100 mL四氢呋喃，摇动三角烧瓶使溶液浸没并充分润湿样品后，放入相应温度（25℃、50℃、60℃）的水浴振荡器中剧烈振荡30 min。
　　振荡过程中观察并记录涂层溶解情况。振荡结束后用镊子取出织物，观察织物表面涂层的变化情况，并逐一记录。接着将织物移入玻璃砂芯坩埚，真空抽吸排液，用冷水充分洗涤。最后将坩埚和织物真空抽吸排液、烘干、冷却。
　　观察烘干冷却后的织物表面、纱线缝隙是否有残余涂层，并用镊子在织物中夹取一定的纤维置于载玻片上，滴1~2滴透明介质，盖上盖玻片在显微镜下观察，记录纤维外表是否洁净、有无片状或颗粒状异物粘附。
　　2.2 基布纤维d值研究
　　2.2.1 试验样品
　　单纤维贴衬布（棉、羊毛、桑蚕丝、苎麻、聚酯纤维、锦纶、粘纤、腈纶）、维纶、莱赛尔、莫代尔、氨纶。
　　2.2.2 设备及仪器
　　生物显微镜：放大倍数为500～2000倍；分析天平：精度为0.0002 g；恒温水浴振荡器：保持温度为（25±2）℃、(50±2）℃；干燥烘箱：保持温度为（105±3）℃；抽滤装置；容量为30 mL～40 mL，微孔直径为90µm～150 µm烧结式圆形过滤坩埚；具塞三角烧瓶：容量为250 mL；装有硅胶的干燥器、称量皿、载玻片、盖玻片、镊子、剪刀等。
　　2.2.3 试验步骤
　　本次试验主要分别测试棉、羊毛、桑蚕丝、苎麻、聚酯纤维、锦纶、粘纤、腈纶、维纶、莱赛尔、莫代尔、氨纶分别在（25±2）℃、(50±2）℃的四氢呋喃溶剂作用下的质量变化。每种纤维每种条件下进行10个样品（有质量损伤的样品进行20个样品）的重复性试验，求出d值（质量修正系数）的平均值。
　　将每种纤维按照涂层去除方法进行处理。将准确称量后的每个样品放入三角烧瓶中，每克加入100 mL的四氢呋喃，摇动三角烧瓶使溶液浸没并充分润湿样品后，分别放入（25±2）℃和(50±2）℃的水浴振荡器中剧烈振荡30 min。振荡结束后将织物移入已知干重的玻璃砂芯坩埚，真空抽吸排液，用冷水充分洗涤。每次清洗后先重力排液，再用真空抽吸排液。最后将坩埚和织物真空抽吸排液，然后烘干，冷却，称重。计算10个相同组分纤维修正系数的平均值。
　　
　　3 结果与讨论
　　3.1 涂层去除试验结果
　　聚氨酯涂层在四氢呋喃溶剂下去除情况如表1所示。
　　
　　由表1可知，采用四氢呋喃在试验温度为（25±2）℃、(50±2）℃、(60±2）℃的条件下，都能较好地溶解聚氨酯涂层，都可达到织物表面无涂层残余，纱线和纤维表面洁净、无片状或颗粒状异物粘附的效果，满足纤维成分分析定性的要求；同时随着温度升高，涂层溶解速度加快，有利于提高效率。因此可选择（25±2）℃、(50±2）℃为下一步试验的试验温度。
　　3.2 基布纤维d值
　　d值=（试验前总重－坩埚重）/（试验后总重－坩埚重）。四氢呋喃在（25±2）℃和（50±2）℃条件下对棉、羊毛、桑蚕丝、苎麻、聚酯纤维、锦纶、粘纤、腈纶、维纶、莱赛尔、莫代尔、氨纶的d值如表2所示。
　　
　　根据以上试验结果，可知四氢呋喃在（20±2）℃下对棉、苎麻、羊毛、桑蚕丝、粘纤、莫代尔、莱赛尔、聚酯纤维、锦纶、维纶、腈纶d值均为1.00，对氨纶有1.04的修正系数；在（50±2）℃对苎麻、羊毛、桑蚕丝、粘纤、莫代尔、莱赛尔、聚酯纤维、锦纶、维纶、腈纶d值均为1.00，对棉有1.01的修正系数，对氨纶有1.06的修正系数。以上两个试验均证明，采用四氢呋喃去除聚氨酯涂层不仅去除效果良好，有利于纤维成分定性分析；对基布纤维损伤小，对纤维成分定量分析影响小。因此，在实际工作中可选择四氢呋喃、溶解温度（25±2）℃、溶解时间30 min去除聚氨酯涂层。
　　
　　4 结论
　　传统去除聚氨酯涂层的方法是采用二甲基甲酰胺[3]，因二甲基甲酰胺会溶解氨纶、腈纶，因此这一方法在基布纤维含有腈纶与氨纶时不适用，且二甲基甲酰胺毒性较大。而采用四氢呋喃为溶解试剂、试验温度为（25±2）℃、试验时间为30 min的涂层去除方法具有试验温度低、适用范围广、毒性小等优点，且其试验效果完全满足纤维成分分析前处理的条件，为下一步准确地定量分析纤维成分提供了重要保证。（参考文献略）
　　（作者单位：福建省纤维检验局）

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