论文总字数：11422字

摘 要

纯棉织物因为其具有良好的吸湿性，保湿性，耐热性，耐碱性和卫生性等优点而成为人们青睐的服装面料。但纯棉织物极易皱，而且皱了以后比较难抚平，易缩水，易变性^[1]，因此为了满足广大消费者对穿着的要求，对纯棉织物进行抗皱性整理是完全必要的。本实验主要探讨的是纳米稀土在棉织物抗皱整理的中的应用，分别通过控制实验不同的变量，探讨不同纳米稀土用量，催化剂用量，柠檬酸用量，以及不同的焙烘温度，对棉织物抗皱性能的影响。

关键词：棉织物、抗皱、纳米稀土

Application of nano rare earth in crease resistant finishing of cotton

Abstract

Cotton fabrics become the popular clothing fabric because of its moisture absorption, good moisture resistance, heat resistance, alkali resistance and health advantages. But the pure cotton fabric is easy to wrinkle, and wrinkled after more difficult to heal, easy shrink, variability,  in order to meet the consumer demand to wear, the cotton fabric crease resistance finishing is absolutely necessary. In this study, a nano rare earth in the anti crease finishing of cotton fabrics in the application, respectively, through controlling the different variables, to explore different nano rare earth content, the amount of catalyst, the amount of citric acid and different baking temperature, effects on the anti wrinkle properties of cotton fabrics.

Keywords: cotton fabric, anti crease, nano rare earth

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 前言 1

1.1 传统的抗皱方法 1

1.2 抗皱方法的发展 1

1.3 抗皱的新思路 2

1.4 课题研究方向 2

第二章 实验原理 4

2.1 柠檬酸抗皱的机理 4

2.2 纳米稀土的作用机理 5

第三章 实验部分 6

3.1 实验材料与实验仪器 6

3.2 实验方案 6

3.3 实验操作与流程 8

3.4 测试方法 8

第四章 实验结果与讨论 9

4.1 纳米稀土用量对棉织物抗皱性能的影响 9

4.2 催化剂用量对棉织物抗皱性能的影响 9

4.3 柠檬酸用量对棉织物抗皱性能的影响 10

4.4 焙烘温度对棉织物抗皱性能的影响 11

4.5 实验结论 12

第五章 实验展望 13

参考文献： 14

致谢 15

第一章 前言

1.1 传统的抗皱方法

近几年来随着人们生活水平的不断提高，人们越来越喜欢穿天然纤维做的衣服，为了克服全棉服装在穿着过程中的容易起皱，洗后需要熨烫的缺陷，棉织物的抗皱整理已成为极其重要的后整理加工工艺。

目前所用的抗皱整理剂主要是N—羟甲基类的整理剂^[2]，其中应用最多的是二羟甲基二羟基乙烯脲（DMDHEU），简称2D树脂。每个2D树脂分子中有四个羟基可以与纤维素上的羟基醚化形成三维网状结构。其优点是^[3]：抗皱性能好。抗皱回复角可达300℃以上，耐久压烫等级达到4.5～5.0级；反应性高；价格低廉。但2D树脂也存在一些不可忽视的缺点：由于此类整理剂在纤维分子间的“刚性”交联引起的“应力集中”，导致拉伸强力损失^[4]，织物强度下降严重，约降低40％左右；整理后织物泛黄；最突出的缺点是在抗皱整理加工、储存和使用的过程中会产生游离甲醛，对人体健康造成危害。

随着全球范围内环保意识的增强，采用无醛整理剂对织物进行防皱整理已成为必然的发展趋势^[5]。因此无甲醛或低甲醛抗皱整理剂的研发自20世纪80年代以来，一直是从事印染、化学、化工行业的专家和学者研究的热点。

1.2 抗皱方法的发展

无醛整理剂中多元羧酸类对棉织物有较好的防皱整理效果，研究较多的无甲醛抗皱整理剂主要有四羧酸丁烷(BTCA)、柠檬酸(CA)和丙三羧酸(PTCA)、马来酸(MA)等^[6]。其中柠檬酸(CA)的抗皱能力不如四羧酸丁烷(BTCA)。首先是因为柠檬酸只有三个羧基，而四羧酸丁烷有四个羧基，所以柠檬酸产生的交联数目较少，交联程度低，折皱回复角提高较少，因此整理效果不如四羧酸丁烷。其次是因为按照多元酸先脱水形成环酐然后再交联成酯的机理，当柠檬酸分子中两相邻的羧基形成环酐后，中央的羧基或边上的羧基与纤维均可能酯化交联，而这种概率是相同的。当中央的羧基与纤维素上的羟基酯化交联后两边的羧基无法再继续形成酸酐，也就是无法再与纤维素酯化交联。因此，柠檬酸作为一个三元酸，只有一半的可能是与纤维交联，另一半可能只是接枝，所以柠檬酸的抗皱效果明显不如四元酸。当中间的羧基与纤维素上的羟基酯化交联后，在这种情况下柠檬酸不能继续产生酯交联，这也是导致柠檬酸的抗皱整理效果较差的一个重要的原因^[7]。

但是，多元羧酸无甲醛整理，目前还存在BTCA成本、含磷催化剂；柠檬酸整理织物发黄、水洗牢度和整理织物染色性能等许多问题。为了解决这些问题，许多染整工作者进行了多方面的研究，如改进工艺^[8][9]、调节整理液的pH值^[10]和加入添加剂^[11]等，以提升织物的强力保留率等。随着这些问题及时有效地解决，多元羧酸无甲醛整理剂完全取代N-羟甲基酰胺类整理剂也就指日可待了。

1.3 抗皱的新思路

纳米技术是提高织物防皱整理的一种选择，可以避免传统方法的的缺陷^[12]。纳米粒子能有效地渗入到棉纤维的内部，它们由于特殊的性能，更容易有效地与纤维发生反应从而产生防皱效果。由于这种方法产生的永久链接，使得整理剂效果持久，更耐洗涤，甚至纳米整理织物在洗涤30次后仍有防皱性能，手感柔软并且洗涤后不易察觉有性能损失^[13]。纳米技术的运用没有副作用，且纳米材料没有毒性，对环境友好，有着广阔的前景。

在抗紫外性能方面，许多无机材料如纳米TiO₂、ZnO、SiO₂ 、A1₂O₃和 Fe均具有抗紫外性能。在抗菌性能方面，目前，抗菌剂应用广泛的是耐热性好、抗菌谱广、有效期长的无机抗菌剂。在抗静电性能方面，化学纤维制品摩擦易产生静电效应，对皮肤产生危害，且易吸灰尘，给使用者带来许多不便。在消光性能方面，将纳米TiO₂，添加到化学纤维中，可对化学纤维进行消光^[14]。在抗老化性能方面，很多化纤纺织品在紫外线的照射下会发生分子链的降解，产生大量的自由基，从而使纺织品的颜色和强度受到很大影响。采用紫外加速老化的方法，通过质量损失率、力学性能、色度以及羰基指数的变化的研究^[15]，纳米二氧化钛对复合材料可起到明显的抗老化作用。在自清洁性能方面，纳米TiO₂ 受紫外线激发，具有较强的光催化性能、可使污物氧化降解。

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