拒水拒油及防污整理課件

拒水拒油及防污整理虞波拒水拒油及防污整理虞波1學習要求掌握接觸角、臨界表面張力等基本概念理解拒水拒油整理的原理、工藝，了解拒水拒油整理劑的種類及特點。理解防污整理的機理，了解防污整理劑的種類及特點。學習要求掌握接觸角、臨界表面張力等基本概念2拒水拒油整理的發(fā)展歷史20世紀50年代，美國3M公司合成了丙烯酸全氟烷基酪聚合物乳液，率先推出了商標為“Scotchgard”的拒水拒油整理劑。具有一定的拒水拒油性，但存在著價格昂貴、耐久性差等缺點。20世紀60年代，含氟聚合物的研究和應用在美國與日本得到了進一次的發(fā)展，通過引入共聚單體來降低價格，改善耐久性。20世紀70年代以后，隨著氟有機化學的發(fā)展，一些新型的含有親水基，如季銨鹽、聚氧乙烯鏈段及羥基等的含氟丙烯酸類單體相繼出現(xiàn)，使含氟聚合物不僅具有拒水拒油性，而且還有防污和抗靜電性能。為新一代拒水拒油整理劑的問世提供了必要的條件。目前，國際上生產(chǎn)含氟聚合物類拒水拒油整理劑的廠家較多，主要有旭硝子、杜邦、3M、赫斯特及汽巴公司等。

拒水拒油整理的發(fā)展歷史20世紀50年代，美國3M公司合成了丙3拒水拒油的原理拒水拒油是以有限的潤濕為條件的，表示經(jīng)處理的織物在不經(jīng)受任何外力作用的靜態(tài)條件下，對抗液體油污滲透作用的能力但毛細管作用和液滴的重力作用除外。織物拒油性評定:將油滴滴于織物上，觀察抗油滲透的能力。通常應用一系列表面張力γlv均衡降低的烴類同系物來測定織物的拒油性。在試驗時，將能保留于織物表面上表面張力最低的烴類化合物來表示該織物的拒油性能?？椢锞芩栽u定:有各種不同的動態(tài)和靜態(tài)測試方法，通常以在一定試驗條件下，織物對拒水的潤濕和滲透能力來表示。

拒水拒油的原理拒水拒油是以有限的潤濕為條件的，表示經(jīng)處理的4正確區(qū)分“拒水”和“防水”兩種概念

拒水:以疏水性化合物沉積于纖維表面，織物表面留有孔隙，空氣和水氣還可透過。防水:以不透水的化合物充填織物表面的孔隙，因此，既防水又不透氣。經(jīng)橡膠涂層的織物是防水的實例。拒水和防水的主要差異在于前者在水壓作用下，有較高的透水性并可透水氣。當水壓較高時，拒水而不防水的織物可以透水。防水是一種夸大的說法，因此目前更多的是用“不透水”代替“防水”概念。

正確區(qū)分“拒水”和“防水”兩種概念拒水:以疏水性化合物沉積5表面張力掉下來的一滴水或其他液體，有形成球形的傾向，因為水或液體表面有一種“力”，稱為表面張力，有使液滴保持最小面積的作用。液體的表面張力產(chǎn)生的原因：在液體表面，也就是在液-氣界面上的水分子與在液體中的水分子所受的作用力是不同的，因為前者在接觸空氣的一邊所受到的氣體的作用力比溶液內(nèi)的分子對它的吸引力要小得多，這樣便產(chǎn)生了向下的拉力，造成液體表面有收縮的趨勢，形成表面張力。表面張力掉下來的一滴水或其他液體，有形成球形的傾向，因為水或6織物會產(chǎn)生拒水性的原因：織物中纖維的表面性能發(fā)生變化的緣故。一滴液體滴在固體表面上，由于液體和固體的表面張力(可分別用γl和γs表示)以及液一固間的界面張力(γls)相互作用的結(jié)果，會形成各種不同的形狀(從圓珠形到完全鋪平)。

A點受有3種力的作用,滿足下列方程：θ稱為接觸角當θ＝180°時，液滴為圓珠狀、是一種理想的不潤濕狀態(tài)，當θ＝0°時，液滴在固體表向鋪平，為固體表面被液滴潤濕的極限狀態(tài)?？椢飼a(chǎn)生拒水性的原因：織物中纖維的表面性能發(fā)生變化的緣故。7在拒水整理中，可將液體(水)的表面張力看做是常數(shù)，因此，液體能否潤濕固體表面，決定于固體的表面張力(γs)和液－固的界面張力(γls)。從拒水要求來說，接觸角越大越有利于水滴的滾動流失，也就是說γs

－γls越小越好。由于γs和γls，實際上幾乎不能直接測量。所以通常普遍采用接觸角或來直接評定潤濕程度。接觸角并非潤濕的原因，而是其結(jié)果，因此有人采用固體的表面能來預測某液體在該固體上的潤濕性能。由于固體表面張力幾乎無法測量，為了了解固體表面的可潤濕性，有人測定它的臨界表面張力（接觸角恰好為0°時該液體的表面張力，可采用外推法求得）。臨界表面張力雖然不能直接表示該固體的表面張力，而是表示了γs

－γls的大小，卻能說明該固體表面被潤濕的難易。拒水拒油及防污整理課件8臨界表面張力概念，對于預測對抗某種液體潤濕拒水整理品的化學性能相當有用。水具有高表面張力(72.0×10-5N/cm，25℃)，因此，用臨界表面張力為30×10-5N/cm左右的疏水性脂肪烴類化合物，或用γl為24×10-5N／cm的有機硅整理劑，可具有足夠的拒水性。拒水性脂肪烴油表面張力為(20～30)×10-5N/cm，必須應用含氟烴類整理劑才能使其纖維的臨界表面張力降低到l5×10-5N/cm以下。當整理劑使纖維的臨界表面張力降低到脂肪烴油的表面張力以下時，整理品既有拒水性，也具有拒油的性能。整理品的初始拒水性并不是選擇拒水劑的唯一標準，耐干洗和耐濕洗滌性能、耐磨性、耐沾污性、應用的方便性及其成本都是必須考慮的重要因素。臨界表面張力概念，對于預測對抗某種液體潤濕拒水整理品的化學性9拒水整理根據(jù)拒水耐洗滌性，可將拒水整理分為非耐久、半耐久和耐久性整理。按標淮方法洗滌，耐久性防水：洗滌30次以上，仍有一定防水效果，半耐久性防水：耐洗5－30次；非耐久性防水：耐洗5次以下。拒水整理根據(jù)拒水耐洗滌性，可將拒水整理分為非耐久、半耐久和10非耐久性拒水整理石蠟金屬鹽法：最適用且加工方便的是石蠟鋁皂法，分為一浴法和二浴法一浴法：將醋酸鋁和石蠟肥皂乳液混在一起使用。為避免破乳發(fā)生沉淀，在乳液中要預先加入保護膠體，如明膠等工藝流程：二浸二軋(拒水液20～30g/L，軋液率100％)→烘干→成品軋液溫度35～40℃配制拒水漿液時，先將松香、硬脂酸、明膠及燒堿等混合，加熱至60～70℃，注人熔融石蠟，不斷攪拌至充分乳化。最后將乳液徐徐加人已溶好的醋酸鋁溶液中，充分攪拌均勻，加水到配制液量。石蠟鋁皂法拒水劑處方(g/L)石蠟60醋酸鋁55燒堿11松香20明膠15甲醛10硬脂酸5非耐久性拒水整理石蠟金屬鹽法：最適用且加工方便的是石蠟鋁皂11半耐久性拒水整理組分同樣含有高熔點的蠟和石蠟。在石蠟乳液中加人的鋯化合物通常為二氯化鋯。鋯鹽代替鋁鹽可提高拒水的耐久性是由于蠟和石蠟的粒子被形成的氫氧化鋯吸收的量增加，同時氫氧化鋯對纖維系纖維有較好的親和力。含鋯鹽的拒水劑處方(g/L)硬蠟(熔點90℃)63石蠟63軟蠟32二氯化鋯100甲酸120半耐久性拒水整理組分同樣含有高熔點的蠟和石蠟。在石蠟乳液中12耐久性拒水整理已開發(fā)并廣泛應用的耐久性拒水劑有多種類型：長鏈脂肪酸的金屬絡合物長鏈脂肪酸的胺化合物有機硅樹脂三聚氰胺衍生物有機氟化合物耐久性拒水整理已開發(fā)并廣泛應用的耐久性拒水劑有多種類型：13長鏈脂肪酸的金屬絡合物此類拒水例如國產(chǎn)商品名為防水CR，進口商品名為PHOBO－TEXCR、QUlLON，三價鉻與硬脂酸在異丙醇溶液中反應的產(chǎn)品。拒水劑外觀為清澈透明或稍帶綠色的濃稠液體，陽離子性。合成工藝路線為：三氧化鉻、鹽酸、異丙醇→還原→絡合→冷卻→混合→成品CR可用于棉麻絲毛以及合纖織物的拒水整理，也可用于玻璃纖維、皮革、紙張的拒水整理。這種整理耐多次干洗和水洗(低于45℃)，屬透氣性防水、此外兼有柔軟、透氣、防霉、防污及不“粉化”的特點。長鏈脂肪酸的金屬絡合物此類拒水例如國產(chǎn)商品名為防水CR，進14防水劑CR因用醇溶解保存，故在未稀釋前屬易燃品，應防止受熱，不接觸明火。配好的防水劑溶液應盡快使用，否則會產(chǎn)生水解，降低防水效果。防水劑CH在加水稀釋時釋出鹽酸，軋液中應加入環(huán)六亞甲基四胺或尿素-蟻酸鈉制劑來作為緩沖劑。防水劑CR呈淡綠色。處理深、中色織物時可用1％，而白色或淺色織物時僅可用0.5％以下的濃度。防水劑CR對含有SO42-、PO43-、CrO32-等二價以上的陰離子物質(zhì)和有機酸(蟻酸、醋酸除外)均無相容性，應用時應注意。防水劑CR70g/L

烏洛托品8.4g/L

溫度25～30℃工藝流程：一浸二軋(40℃以下，軋液率65％～75％)→烘干→焙烘→皂洗（50～60）→水洗→烘干防水劑CR因用醇溶解保存，故在未稀釋前屬易燃品，應防止受熱，15長鏈脂肪鏈季胺化合物此類防水劑典型的是防水劑PF，國外商品VELANPF?；瘜W名稱為氯化硬脂酰胺甲基吡啶，結(jié)構(gòu)為：

高級烴H35C17－、甲撐基－CH2－和氯化吡啶。每一基團有它的作用，高級烴使纖維有防水性，甲撐基使防水劑與纖維素或蛋白質(zhì)容易起反應，氯化吡啶使防水劑在浸漬與浴內(nèi)容易成為分散液。長鏈脂肪鏈季胺化合物此類防水劑典型的是防水劑PF，國外商品16PF能與纖維素的羧基或蛋白質(zhì)的氨基起作用，得到穩(wěn)定化合物。與纖維素反應得到十七烷基氧甲撐纖維素醚和鹽酸：高溫時會釋出吡啶而形成十七烷基纖維素醚。為了避免在反應中釋出的鹽酸對纖維素纖維的損傷作用。用醋酸來代替鹽酸與十八烷醇起作用得到十八烷基氧甲撐吡啶醋酸酯．它與纖維素起反應得到十八烷基氧甲撐纖維素醚。PF能與纖維素的羧基或蛋白質(zhì)的氨基起作用，得到穩(wěn)定化合物。與17為了避免在反應中釋出的鹽酸對纖維素纖維的損傷作用。用醋酸來代替鹽酸與十八烷醇起作用得到十八烷基氧甲撐吡啶醋酸酯．它與纖維素起反應得到十八烷基氧甲撐纖維素醚。

與羊毛反應得到：為了避免在反應中釋出的鹽酸對纖維素纖維的損傷作用。用醋酸來代18應用PF注意點：(1)注意溶液中離子對防水劑PF溶液穩(wěn)定性的影響，特別是硫酸鹽、磺酸鹽、硼酸、硼酸鹽、磷酸鈉、燒堿等。(2)浸軋溶液中要加人防水劑PF10％的醋酸鈉作緩沖劑，以中和釋出的游離酸，防止纖維素纖維脆損。(3)烘干速度要快，溫度不要超過110℃，防止PF水解。(4)皂洗要充分除去吡啶臭味。皂洗后的殘余肥皂務必去凈，以保證良好的拒水效果。(5)吡啶蒸氣有毒，空氣中含量達3000mm3／m3時，極易引起中毒，當達到90000mm3／m3時，有劇毒，應加強排風。工藝流程：二浸二軋(40℃，軋液率70％～80％)→烘干(低于100℃)→熔烘(320℃，5～10min或150℃3min)→皂洗(肥皂2g／L，純堿2g／L，50℃)→水洗→烘干應用PF注意點：工藝流程：19N-羥甲基化合物類拒水整理劑在酸性催化劑和高溫作用下，N-羥甲基可以與纖維素纖維的羥基反應：

N－羥甲基化合物與纖維素纖維反應的同時，伴隨著不同數(shù)量的樹脂產(chǎn)生。由于N－羥甲基化合物可以與醇、胺和羧酸等，含有活潑氫的化合物反應，有利于將疏水性基團引入拒水劑分子。因為酸能催化N－羥甲基化合物縮合成樹脂。所以通常用醇如甲醇，使N－羥甲基化合物轉(zhuǎn)變成醚，以增加其穩(wěn)定性，使之與長鏈脂肪酸反應而形成拒水劑。N-羥甲基化合物類拒水整理劑在酸性催化劑和高溫作用下，N-20有機硅樹脂以線性含氫聚甲基硅氧烷為基礎(chǔ)的防水劑，除具有良好的耐久防水性以外，還可提高織物的撕破強度，改善織物的手感和縫紉性能。目前，市場上有機硅防水劑的品種很多，但基本上都是含有二甲基聚硅氧烷和甲基氧化聚硅氧烷的乳液。整理方法主要有：溶劑法和乳液法。有機硅樹脂以線性含氫聚甲基硅氧烷為基礎(chǔ)的防水劑，除具有良好的21甲基含氫聚硅氧烷（簡稱HMPS）由甲基含氫二氯硅烷聚合而成的硅油。在催化劑和熱的作用下，它能在纖維上形成網(wǎng)狀聚合物，甲基在纖維表面呈密集、定向排列，形成拒水層。由于成膜較硬，故摻人一部分二甲基聚硅氧烷，以改善手感，增加彈性。HMPS在高溫下和空氣中的氧發(fā)生作用，使氫轉(zhuǎn)變?yōu)榇蓟⑦M一步與纖維素纖維的羥基反應產(chǎn)生醚鍵結(jié)合，因而具有耐洗的拒水性能，透氣性也良好。它在使用時，用中性的非離子型乳化劑配制成乳液，并用鋯、鈦等金屬鹽為催化劑。用其處理織物后，先在100－110℃干燥，再在150－160℃焙烘固著。甲基含氫聚硅氧烷（簡稱HMPS）由甲基含氫二氯硅烷聚合而成的22乙基含氫硅油乙基含氫硅油是目前各種拒水劑中，具有耐久性強、潤濕角大、效果良好的一種拒水劑。它不僅能賦予材料以優(yōu)良的拒水性能，而且還能改善材料的力學性能和電絕緣性能。乙基含氫硅油乙基含氫硅油是目前各種拒水劑中，具有耐久性強、潤23二甲基含氫聚硅氧烷（DMPS）二甲基二氯硅烷聚合而成的硅油，相對分子質(zhì)量為6萬－7萬。這類化合物在常溫下干燥脫水，生成的聚合物拒水性較低，但高溫焙烘時，則成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的不溶性樹脂，從而產(chǎn)生較強的拒水效果。如在織物上加熱焙烘時，聚合物的氧原子和纖維的羥基反應而形成醚鍵結(jié)合，甲基(－CH3)在纖維或織物表面排列成類似石蠟的結(jié)構(gòu)，從而增強織物的拒水性，又能保持良好的透氣性和手感，但其耐洗滌性較差。在使用時和HMPS一樣，制成中性非離子型乳液，使用同樣的金屬鹽作為催化劑。用其處理織物后，在100－110℃干燥，再在150－160℃焙烘固著。二甲基含氫聚硅氧烷（DMPS）二甲基二氯硅烷聚合而成的硅油，24有機氟防水劑含氟整理劑與有機硅類和烴類整理劑相比，在表面活性、拒水性、拒油性、拒污性、耐洗性、耐熱性和耐腐蝕性等方面有著不可比擬的優(yōu)點。在防水性方面，其耐洗性比有機硅防水劑高10倍以上。由于有機氟化合物可以賦予紡織品優(yōu)異的性能．因此從它問世以來，發(fā)展極為迅速。有機氟防水劑含氟整理劑與有機硅類和烴類整理劑相比，在表面活性25各種化合物的臨界表面張力表面結(jié)構(gòu)γc/10-5N.cm-1(20℃)－CF3－6－CF2H－15－CH2－和－CF2H－17－CF2－18－CH2－CF320－CF―CFH―22―CF2―CH2―25―CFH―CH2―28－CH331―CH2―33―CCl2―CH2―40各種化合物的臨界表面張力表面結(jié)構(gòu)γc/10-5N.cm-1(26丙烯酸類含氟聚合物典型的紡織品拒水拒油整理劑，這類商品的化學結(jié)構(gòu)通式(以三元共聚物為例)如下式所示：R=H,CH3；R1=CnH2n+1；Rf=CnF2n+1(n=7~9)；X=-(CH2)3；-SONH-等連接基團丙烯酸類含氟聚合物典型的紡織品拒水拒油整理劑，這類商品的化學27該類助劑實際上是聚丙烯酸酯共聚物，僅其中有含氟烷基丙烯酸酯單體而已。它與染整生產(chǎn)中所用的聚丙烯酸酯制劑具有相同的共性。此外，氟碳鏈的長度也與其拒水拒油性有關(guān)，整理劑中含氟碳鏈越長，整理織物的拒油性越高，而拒水性則增加不多。研究結(jié)果還表明，欲使含氟聚合物具有較高的拒水拒油性，R1基團的最短鏈長應在C7以上，大多數(shù)在C8～10范圍內(nèi)，以抗拒生活和工業(yè)中的一般油水物質(zhì)的沾污。該類助劑實際上是聚丙烯酸酯共聚物，僅其中有含氟烷基丙烯酸酯單28早期的含氟均聚物乳液，其整理織物的拒水拒油性雖得到顯著改善，但耐洗性低下。近年來，人們通過選擇共聚物單體，加入添加劑和交聯(lián)劑等途徑對含氟聚合物進行了多方面的改性，加入第二單體和第三單體于含氟單體中形成的三元共聚物基本上可以克服上述不足。含氟整理劑的分子結(jié)構(gòu)通常由下列四部分構(gòu)成：(1)氟碳鏈；賦予織物拒水拒油和拒污性的核心結(jié)構(gòu)，如全氟烷基等。(2)緩沖鏈節(jié)：氟碳鏈的強極性易造成分子穩(wěn)定性的減弱。因此，常在分子中增加緩沖鏈節(jié)以增加分子內(nèi)穩(wěn)定性。緩沖鏈節(jié)主要包括-CH2CH2--SO2NH-等。(3)高分子鏈節(jié)：即含氟整理劑的“骨架”。通常是與丙烯酸、乙烯、苯乙烯等含雙鍵的分子相連，再聚合而得的高分子化合物。(4)改性部分：為使含氟整理劑具備某些特性，通常在分子中引入一些改性基團。例如引人親水基以賦予整理織物的易去污性和抗靜電性；引入反應性基團，使其能自身交聯(lián)或與纖維反應，從而提高在纖維上的附著牢度，改善其耐洗性。早期的含氟均聚物乳液，其整理織物的拒水拒油性雖得到顯著改善，29拒水拒油及防污整理課件30拒水拒油及防污整理課件31拒水拒油及防污整理課件32拒水拒油及防污整理課件33拒水拒油及防污整理課件34拒水拒油及防污整理課件35拒水拒油及防污整理虞波拒水拒油及防污整理虞波36學習要求掌握接觸角、臨界表面張力等基本概念理解拒水拒油整理的原理、工藝，了解拒水拒油整理劑的種類及特點。理解防污整理的機理，了解防污整理劑的種類及特點。學習要求掌握接觸角、臨界表面張力等基本概念37拒水拒油整理的發(fā)展歷史20世紀50年代，美國3M公司合成了丙烯酸全氟烷基酪聚合物乳液，率先推出了商標為“Scotchgard”的拒水拒油整理劑。具有一定的拒水拒油性，但存在著價格昂貴、耐久性差等缺點。20世紀60年代，含氟聚合物的研究和應用在美國與日本得到了進一次的發(fā)展，通過引入共聚單體來降低價格，改善耐久性。20世紀70年代以后，隨著氟有機化學的發(fā)展，一些新型的含有親水基，如季銨鹽、聚氧乙烯鏈段及羥基等的含氟丙烯酸類單體相繼出現(xiàn)，使含氟聚合物不僅具有拒水拒油性，而且還有防污和抗靜電性能。為新一代拒水拒油整理劑的問世提供了必要的條件。目前，國際上生產(chǎn)含氟聚合物類拒水拒油整理劑的廠家較多，主要有旭硝子、杜邦、3M、赫斯特及汽巴公司等。

拒水拒油整理的發(fā)展歷史20世紀50年代，美國3M公司合成了丙38拒水拒油的原理拒水拒油是以有限的潤濕為條件的，表示經(jīng)處理的織物在不經(jīng)受任何外力作用的靜態(tài)條件下，對抗液體油污滲透作用的能力但毛細管作用和液滴的重力作用除外?？椢锞苡托栽u定:將油滴滴于織物上，觀察抗油滲透的能力。通常應用一系列表面張力γlv均衡降低的烴類同系物來測定織物的拒油性。在試驗時，將能保留于織物表面上表面張力最低的烴類化合物來表示該織物的拒油性能?？椢锞芩栽u定:有各種不同的動態(tài)和靜態(tài)測試方法，通常以在一定試驗條件下，織物對拒水的潤濕和滲透能力來表示。

拒水拒油的原理拒水拒油是以有限的潤濕為條件的，表示經(jīng)處理的39正確區(qū)分“拒水”和“防水”兩種概念

拒水:以疏水性化合物沉積于纖維表面，織物表面留有孔隙，空氣和水氣還可透過。防水:以不透水的化合物充填織物表面的孔隙，因此，既防水又不透氣。經(jīng)橡膠涂層的織物是防水的實例。拒水和防水的主要差異在于前者在水壓作用下，有較高的透水性并可透水氣。當水壓較高時，拒水而不防水的織物可以透水。防水是一種夸大的說法，因此目前更多的是用“不透水”代替“防水”概念。

正確區(qū)分“拒水”和“防水”兩種概念拒水:以疏水性化合物沉積40表面張力掉下來的一滴水或其他液體，有形成球形的傾向，因為水或液體表面有一種“力”，稱為表面張力，有使液滴保持最小面積的作用。液體的表面張力產(chǎn)生的原因：在液體表面，也就是在液-氣界面上的水分子與在液體中的水分子所受的作用力是不同的，因為前者在接觸空氣的一邊所受到的氣體的作用力比溶液內(nèi)的分子對它的吸引力要小得多，這樣便產(chǎn)生了向下的拉力，造成液體表面有收縮的趨勢，形成表面張力。表面張力掉下來的一滴水或其他液體，有形成球形的傾向，因為水或41織物會產(chǎn)生拒水性的原因：織物中纖維的表面性能發(fā)生變化的緣故。一滴液體滴在固體表面上，由于液體和固體的表面張力(可分別用γl和γs表示)以及液一固間的界面張力(γls)相互作用的結(jié)果，會形成各種不同的形狀(從圓珠形到完全鋪平)。

A點受有3種力的作用,滿足下列方程：θ稱為接觸角當θ＝180°時，液滴為圓珠狀、是一種理想的不潤濕狀態(tài)，當θ＝0°時，液滴在固體表向鋪平，為固體表面被液滴潤濕的極限狀態(tài)?？椢飼a(chǎn)生拒水性的原因：織物中纖維的表面性能發(fā)生變化的緣故。42在拒水整理中，可將液體(水)的表面張力看做是常數(shù)，因此，液體能否潤濕固體表面，決定于固體的表面張力(γs)和液－固的界面張力(γls)。從拒水要求來說，接觸角越大越有利于水滴的滾動流失，也就是說γs

－γls越小越好。由于γs和γls，實際上幾乎不能直接測量。所以通常普遍采用接觸角或來直接評定潤濕程度。接觸角并非潤濕的原因，而是其結(jié)果，因此有人采用固體的表面能來預測某液體在該固體上的潤濕性能。由于固體表面張力幾乎無法測量，為了了解固體表面的可潤濕性，有人測定它的臨界表面張力（接觸角恰好為0°時該液體的表面張力，可采用外推法求得）。臨界表面張力雖然不能直接表示該固體的表面張力，而是表示了γs

－γls的大小，卻能說明該固體表面被潤濕的難易。拒水拒油及防污整理課件43臨界表面張力概念，對于預測對抗某種液體潤濕拒水整理品的化學性能相當有用。水具有高表面張力(72.0×10-5N/cm，25℃)，因此，用臨界表面張力為30×10-5N/cm左右的疏水性脂肪烴類化合物，或用γl為24×10-5N／cm的有機硅整理劑，可具有足夠的拒水性。拒水性脂肪烴油表面張力為(20～30)×10-5N/cm，必須應用含氟烴類整理劑才能使其纖維的臨界表面張力降低到l5×10-5N/cm以下。當整理劑使纖維的臨界表面張力降低到脂肪烴油的表面張力以下時，整理品既有拒水性，也具有拒油的性能。整理品的初始拒水性并不是選擇拒水劑的唯一標準，耐干洗和耐濕洗滌性能、耐磨性、耐沾污性、應用的方便性及其成本都是必須考慮的重要因素。臨界表面張力概念，對于預測對抗某種液體潤濕拒水整理品的化學性44拒水整理根據(jù)拒水耐洗滌性，可將拒水整理分為非耐久、半耐久和耐久性整理。按標淮方法洗滌，耐久性防水：洗滌30次以上，仍有一定防水效果，半耐久性防水：耐洗5－30次；非耐久性防水：耐洗5次以下。拒水整理根據(jù)拒水耐洗滌性，可將拒水整理分為非耐久、半耐久和45非耐久性拒水整理石蠟金屬鹽法：最適用且加工方便的是石蠟鋁皂法，分為一浴法和二浴法一浴法：將醋酸鋁和石蠟肥皂乳液混在一起使用。為避免破乳發(fā)生沉淀，在乳液中要預先加入保護膠體，如明膠等工藝流程：二浸二軋(拒水液20～30g/L，軋液率100％)→烘干→成品軋液溫度35～40℃配制拒水漿液時，先將松香、硬脂酸、明膠及燒堿等混合，加熱至60～70℃，注人熔融石蠟，不斷攪拌至充分乳化。最后將乳液徐徐加人已溶好的醋酸鋁溶液中，充分攪拌均勻，加水到配制液量。石蠟鋁皂法拒水劑處方(g/L)石蠟60醋酸鋁55燒堿11松香20明膠15甲醛10硬脂酸5非耐久性拒水整理石蠟金屬鹽法：最適用且加工方便的是石蠟鋁皂46半耐久性拒水整理組分同樣含有高熔點的蠟和石蠟。在石蠟乳液中加人的鋯化合物通常為二氯化鋯。鋯鹽代替鋁鹽可提高拒水的耐久性是由于蠟和石蠟的粒子被形成的氫氧化鋯吸收的量增加，同時氫氧化鋯對纖維系纖維有較好的親和力。含鋯鹽的拒水劑處方(g/L)硬蠟(熔點90℃)63石蠟63軟蠟32二氯化鋯100甲酸120半耐久性拒水整理組分同樣含有高熔點的蠟和石蠟。在石蠟乳液中47耐久性拒水整理已開發(fā)并廣泛應用的耐久性拒水劑有多種類型：長鏈脂肪酸的金屬絡合物長鏈脂肪酸的胺化合物有機硅樹脂三聚氰胺衍生物有機氟化合物耐久性拒水整理已開發(fā)并廣泛應用的耐久性拒水劑有多種類型：48長鏈脂肪酸的金屬絡合物此類拒水例如國產(chǎn)商品名為防水CR，進口商品名為PHOBO－TEXCR、QUlLON，三價鉻與硬脂酸在異丙醇溶液中反應的產(chǎn)品。拒水劑外觀為清澈透明或稍帶綠色的濃稠液體，陽離子性。合成工藝路線為：三氧化鉻、鹽酸、異丙醇→還原→絡合→冷卻→混合→成品CR可用于棉麻絲毛以及合纖織物的拒水整理，也可用于玻璃纖維、皮革、紙張的拒水整理。這種整理耐多次干洗和水洗(低于45℃)，屬透氣性防水、此外兼有柔軟、透氣、防霉、防污及不“粉化”的特點。長鏈脂肪酸的金屬絡合物此類拒水例如國產(chǎn)商品名為防水CR，進49防水劑CR因用醇溶解保存，故在未稀釋前屬易燃品，應防止受熱，不接觸明火。配好的防水劑溶液應盡快使用，否則會產(chǎn)生水解，降低防水效果。防水劑CH在加水稀釋時釋出鹽酸，軋液中應加入環(huán)六亞甲基四胺或尿素-蟻酸鈉制劑來作為緩沖劑。防水劑CR呈淡綠色。處理深、中色織物時可用1％，而白色或淺色織物時僅可用0.5％以下的濃度。防水劑CR對含有SO42-、PO43-、CrO32-等二價以上的陰離子物質(zhì)和有機酸(蟻酸、醋酸除外)均無相容性，應用時應注意。防水劑CR70g/L

烏洛托品8.4g/L

溫度25～30℃工藝流程：一浸二軋(40℃以下，軋液率65％～75％)→烘干→焙烘→皂洗（50～60）→水洗→烘干防水劑CR因用醇溶解保存，故在未稀釋前屬易燃品，應防止受熱，50長鏈脂肪鏈季胺化合物此類防水劑典型的是防水劑PF，國外商品VELANPF?；瘜W名稱為氯化硬脂酰胺甲基吡啶，結(jié)構(gòu)為：

高級烴H35C17－、甲撐基－CH2－和氯化吡啶。每一基團有它的作用，高級烴使纖維有防水性，甲撐基使防水劑與纖維素或蛋白質(zhì)容易起反應，氯化吡啶使防水劑在浸漬與浴內(nèi)容易成為分散液。長鏈脂肪鏈季胺化合物此類防水劑典型的是防水劑PF，國外商品51PF能與纖維素的羧基或蛋白質(zhì)的氨基起作用，得到穩(wěn)定化合物。與纖維素反應得到十七烷基氧甲撐纖維素醚和鹽酸：高溫時會釋出吡啶而形成十七烷基纖維素醚。為了避免在反應中釋出的鹽酸對纖維素纖維的損傷作用。用醋酸來代替鹽酸與十八烷醇起作用得到十八烷基氧甲撐吡啶醋酸酯．它與纖維素起反應得到十八烷基氧甲撐纖維素醚。PF能與纖維素的羧基或蛋白質(zhì)的氨基起作用，得到穩(wěn)定化合物。與52為了避免在反應中釋出的鹽酸對纖維素纖維的損傷作用。用醋酸來代替鹽酸與十八烷醇起作用得到十八烷基氧甲撐吡啶醋酸酯．它與纖維素起反應得到十八烷基氧甲撐纖維素醚。

與羊毛反應得到：為了避免在反應中釋出的鹽酸對纖維素纖維的損傷作用。用醋酸來代53應用PF注意點：(1)注意溶液中離子對防水劑PF溶液穩(wěn)定性的影響，特別是硫酸鹽、磺酸鹽、硼酸、硼酸鹽、磷酸鈉、燒堿等。(2)浸軋溶液中要加人防水劑PF10％的醋酸鈉作緩沖劑，以中和釋出的游離酸，防止纖維素纖維脆損。(3)烘干速度要快，溫度不要超過110℃，防止PF水解。(4)皂洗要充分除去吡啶臭味。皂洗后的殘余肥皂務必去凈，以保證良好的拒水效果。(5)吡啶蒸氣有毒，空氣中含量達3000mm3／m3時，極易引起中毒，當達到90000mm3／m3時，有劇毒，應加強排風。工藝流程：二浸二軋(40℃，軋液率70％～80％)→烘干(低于100℃)→熔烘(320℃，5～10min或150℃3min)→皂洗(肥皂2g／L，純堿2g／L，50℃)→水洗→烘干應用PF注意點：工藝流程：54N-羥甲基化合物類拒水整理劑在酸性催化劑和高溫作用下，N-羥甲基可以與纖維素纖維的羥基反應：

N－羥甲基化合物與纖維素纖維反應的同時，伴隨著不同數(shù)量的樹脂產(chǎn)生。由于N－羥甲基化合物可以與醇、胺和羧酸等，含有活潑氫的化合物反應，有利于將疏水性基團引入拒水劑分子。因為酸能催化N－羥甲基化合物縮合成樹脂。所以通常用醇如甲醇，使N－羥甲基化合物轉(zhuǎn)變成醚，以增加其穩(wěn)定性，使之與長鏈脂肪酸反應而形成拒水劑。N-羥甲基化合物類拒水整理劑在酸性催化劑和高溫作用下，N-55有機硅樹脂以線性含氫聚甲基硅氧烷為基礎(chǔ)的防水劑，除具有良好的耐久防水性以外，還可提高織物的撕破強度，改善織物的手感和縫紉性能。目前，市場上有機硅防水劑的品種很多，但基本上都是含有二甲基聚硅氧烷和甲基氧化聚硅氧烷的乳液。整理方法主要有：溶劑法和乳液法。有機硅樹脂以線性含氫聚甲基硅氧烷為基礎(chǔ)的防水劑，除具有良好的56甲基含氫聚硅氧烷（簡稱HMPS）由甲基含氫二氯硅烷聚合而成的硅油。在催化劑和熱的作用下，它能在纖維上形成網(wǎng)狀聚合物，甲基在纖維表面呈密集、定向排列，形成拒水層。由于成膜較硬，故摻人一部分二甲基聚硅氧烷，以改善手感，增加彈性。HMPS在高溫下和空氣中的氧發(fā)生作用，使氫轉(zhuǎn)變?yōu)榇蓟?，并進一步與纖維素纖維的羥基反應產(chǎn)生醚鍵結(jié)合，因而具有耐洗的拒水性能，透氣性也良好。它在使用時，用中性的非離子型乳化劑配制成乳液，并用鋯、鈦等金屬鹽為催化劑。用其處理織物后，先在100－110℃干燥，再在150－160℃焙烘固著。甲基含氫聚硅氧烷（簡稱HMPS）由甲基含氫二氯硅烷聚合而成的57乙基含氫硅油乙基含氫硅油是目前各種拒水劑中，具有耐久性強、潤濕角大、效果良好的一種拒水劑。它不僅能賦予材料以優(yōu)良的拒水性能，而且還能改善材料的力學性能和電絕緣性能。乙基含氫硅油乙基含氫硅油是目前各種拒水劑中，具有耐久性強、潤58二甲基含氫聚硅氧烷（DMPS）二甲基二氯硅烷聚合而成的硅油，相對分子質(zhì)量為6萬－7萬。這類化合物在常溫下干燥脫水，生成的聚合物拒水性較低，但高溫焙烘時，則成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的不溶性樹脂，從而產(chǎn)生較強的拒水效果。如在織物上加熱焙烘時，聚合物的氧原子和纖維的羥基反應而形成醚鍵結(jié)合，甲基(－CH3)在纖維或織物表面排列成類似石蠟的結(jié)構(gòu)，從而增強織物的拒水性，又能保持良好的透氣性和手感，但其耐洗滌性較差。在使用時和HMPS一樣，制成中性非離子