一、概述

芳綸作為高性能纖維，在超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、良好的絕緣性和抗衰老化等性能方面有著其他纖維無可比擬的優(yōu)勢，曾被稱為“全能纖維”，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。主要在航天航空、橡膠、電子通訊、汽車和運動器材等工業(yè)方面應(yīng)用。

芳綸纖維分子中含有大量苯環(huán)，化學穩(wěn)定性好，耐腐蝕，比強度高，輕而堅牢，可用于制造海輪用和石油深井用纜繩。利用芳綸纖維耐高溫、耐疲勞等特性，以制作檔次較高的球拍、釣魚竿、雪橇、滑雪板、滑雪桿、弓箭、賽艇、高爾夫球桿等，還可用于制作運動條件苛刻的登山鞋靴、拳擊手套、賽車頭盔、賽車車體等。由于石棉對人體呼吸道有嚴重危害，可由芳綸替代石棉制成增強橡膠密封板等密封件，用于汽車制動器的襯墊和襯圈。

二、拒水拒油-功能性簡介

市面上現(xiàn)已成功開發(fā)出數(shù)款適合于不同行業(yè)應(yīng)用的環(huán)保型C6拒水拒油整理劑，對芳綸進行拒水拒油整理，能賦予該織物更多的功能性，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。實驗表明，XSY-C605、XSY-C606、XSY-C607、XSY-C608能賦予芳綸超強的拒水拒油性能，復(fù)配使用性能更優(yōu)良，并用交聯(lián)劑后耐洗效果顯著。

2.1拒水拒油理論

防水和拒水是兩個不同的概念，防水是指織物完全不透水，不管是液態(tài)水還是氣態(tài)的水，而拒水是指液態(tài)的水不能通過但允許氣態(tài)的水通過，即不改變織物原有的透氣性。在我國紡織印染行業(yè)習慣稱的防水整理其實為拒水整理。面料的防水防油整理是將紡織品用低表面能的物質(zhì)整理后使其表面張力小于水（72.6mN/m）和其他各種油污（20-40mN/m）從而不被潤濕，達到防水防油的目的。

當一滴液體滴在固體表面，可能會完全鋪展，也可能會形成水滴。如下圖所示：

一般液體潤濕固體表面的能力用接觸角表示，根據(jù)Young-Dupre方程式:

如圖1（c）所示，當液體在固體表面接觸角大于90時，液體就不能潤濕固體的表面，在固體的表面形成液珠。液體為水或油時，稱為拒水或者拒油。

2.2常用拒水劑分類

常用的拒水劑分為：石蠟-鋁皂類、有機硅類、含氟類。普通的拒水整理劑只能將物體表面張力降低到30mN/m左右，而有機氟拒水拒油整理劑可使表面張力降低到10-15mN/m，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的疏水疏油性能。同時有機氟拒水拒油整理劑由于其高度的化學穩(wěn)定性，織物經(jīng)整理后具有耐酸和耐堿的特性，因而適用于多種使用環(huán)境，此外，其在低濃度時也有很好的效果，同時還可以保持織物良好的手感和優(yōu)異的透氣、透濕性。

2.3芳綸拒水拒油性能的附加

由于芳綸獨特的物理和化學性能，使得其廣泛用于耐高溫、阻燃、耐磨及高強度的功能性織物。世界各國對此研究也方興未艾，新型功能織物層出不窮，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。芳綸與其他普通纖維混紡，解決了芳綸功能單一，價格昂貴等缺陷。同時，對芳綸進行類似于普通纖維一樣的功能整理賦予芳綸相應(yīng)的功能也是重要的手段之一，對芳綸進行拒水拒油整理，擴展芳綸的應(yīng)用領(lǐng)域，進一步提升芳綸的附加值。

三、芳綸拒水拒油實驗部分

3.1實驗材料及試劑

棕色芳綸面料，拒水拒油整理劑：XSY-C605、XSY-C606、XSY-C607、XSY-C608，交聯(lián)劑XSY-A系列：幾款不同結(jié)構(gòu)類型的交聯(lián)劑

3.2實驗設(shè)備

表2.1實驗儀器

3.3實驗方法

配制不同濃度的整理液，對芳綸織物進行拒水拒油整理。具體步驟為：配制整理液浸漬整理液，一浸一軋（軋液率70%～80%）焙烘（170，90s）。

3.4性能測試

3.4.1織物沾水（防水）性能

織物的沾水性能（即防水等級）根據(jù)AATCC 22-2010《拒水性：噴淋試驗》進行測試，試樣大小為20cm20cm，噴淋時間為25-30s，輕敲試樣兩端后與標樣對照評級。

3.4.2織物抗碳氫化合物（防油）性能

織物的耐碳氫化合物（即拒油性能）根據(jù)方法：AATCC 118-2013《防油性：耐碳氫化合物測試》，從低級油到高級油依次測試，每級油測試五滴，從45角方向觀察30s內(nèi)織物是否有潤濕現(xiàn)象或滴液周圍有芯吸現(xiàn)象。

3.4.3織物耐洗性能測試

已進行防水處理的織物根據(jù)AATCC 135-2012《織物尺寸變化的測定》方法進行洗滌。試樣大小為20cm20cm，一個完整的洗滌流程為洗滌漂洗脫水烘干。重復(fù)上述洗滌流程五次后測試織物的拒水拒油性能。

4實驗結(jié)果與討論

4.1交聯(lián)劑對耐洗性能的影響

大多數(shù)整理后的織物經(jīng)水洗，由于防水劑脫落，表面張力又升高，逐漸失去拒水拒油的性能，要使織物具有較好的耐洗性，需要在整理溶液中加入交聯(lián)劑，與有機氟整理劑或者織物反應(yīng)，在纖維表面形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高拒水拒油效果的耐久性。有必要首先通過實驗尋找適合用于芳綸的交聯(lián)劑，結(jié)果如下表所示：

表4.1交聯(lián)劑對芳綸拒水拒油性能的影響

該實驗選用具有優(yōu)異的拒水拒油性能的XSY-C606作為考察對象，幾款不同類型的交聯(lián)劑中，以三聚氰胺類交聯(lián)劑耐水洗效果最佳。三聚氰胺甲醛樹脂，在高溫焙烘條件下，有高的反應(yīng)活性和交聯(lián)性，形成三維網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，其空間立體間隙能有效的支撐起全氟烷基鏈。同時三嗪環(huán)上—CH2OH基團中的羥基和芳綸纖維中大分子鏈上的酰胺基進行脫水反應(yīng)，以化學鍵結(jié)合形成交聯(lián)，也會與拒水拒油整理劑發(fā)生反應(yīng)，從而提高洗滌牢度。后續(xù)實驗中選用三聚氰胺類XSY-A作為交聯(lián)劑。

4.2不同防水劑的拒水拒油性能

選用幾款代表性的防水劑XSY-C605、XSY-C606、XSY-C607和XSY-C608同時具有拒油和拒油的性能，在芳綸織物上的性能表現(xiàn)如下表所示：

4.2防水劑對芳綸拒水拒油性能的影響

從結(jié)果可以看出：XSY-C608具有其他防水劑無可比擬的拒油性能，而XSY-C607在拒水方面表現(xiàn)優(yōu)異，XSY-C605和XSY-C606的拒水拒油性能比較均衡。

4.3不同防水劑的協(xié)調(diào)效應(yīng)

實驗中選用的幾款防水劑在拒水拒油方面分別有所側(cè)重，如果復(fù)配使用的話，同樣會產(chǎn)生很好的協(xié)同效應(yīng)。實驗配方及結(jié)果如下表所示：

表4.3防水劑復(fù)配使用對芳綸拒水拒油性能的影響

從結(jié)果可以看出，XSY-C605、XSY-C606和XSY-C607與XSY-C608復(fù)配后拒水性能沒有下降，初期的拒油等級提升了1級，水洗五次后拒水性能提升了1-2級?？梢赃x用XSY-C607與XSY-C608復(fù)配對芳綸進行拒水拒油整理。

5、結(jié)論及展望

拒水拒油整理提高了芳綸的服用性能，大大提升了產(chǎn)品附加值。我們針對拒水拒油功能進行了討論，選用XSY-C607與XSY-C608復(fù)配對芳綸進行拒水拒油整理，大大滿足了客戶對拒水拒油等級以及耐洗方面（添加劑交聯(lián)劑實現(xiàn)）的要求，為客戶成功開發(fā)出了具備拒水拒油功能的芳綸。

不同的面料對于防水防油劑的需求不一致，一款產(chǎn)品不可能適用于所有的面料。通過試驗和互配能夠?qū)⒉煌姆浪畡﹥?yōu)點集結(jié)，揚長避短的滿足不同的需求。