后整理技术通常是将具有净化功能的化合物溶于或分散于水等溶剂中形成工作浴,然后利用浸轧法、浸染法和涂层法等不同后整理工艺对织物进行表面处理,形成环境净化功能纺织品。其具有工艺简单和易于工业化加工等优点,适用范围广。
1.3.2.1 浸轧工艺
浸轧工艺是现代染整工业中最为常用的加工方法之一,具有加工快速、整理剂分布均匀、可连续生产和重现性好等优点。在加工过程中,织物首先被浸泡在由整理剂组成的工作液(如纳米TiO2水分散液等)中,然后采用轧车对浸泡后的织物施加压力,以去除多余的工作液,保证有一定量的整理剂施加到织物表面,同时利用轧辊的压力促使整理剂向纤维内部渗透。随后在一定温度条件下,对整理织物烘干去除水分,避免整理剂由于泳移作用而在织物表面分布不均匀,最后,高温焙烘使整理剂与纤维结合。在此工艺中通常利用均匀轧车进行加工,要求轧液率低,并采用二浸二轧工序(图1-2)。其中一轧织物的目的是驱赶其中存在的气体,二轧织物的目的是使整理液在表面均匀分布且渗入纤维内部。此外也可采用低给液技术,如舔液辊法和泡沫法等进行织物后处理,这使整理工艺具有节能减排的意义。在预烘阶段,温度通常设定为80~100℃,并要求给热均匀。烘干温度低而时间长能够有效防止整理剂的泳移现象,否则整理剂分布不匀,导致整理织物的力学性能显著下降。在焙烘阶段,处理温度一般为120~180℃,温度太高会导致纤维僵硬,温度太低则会使得整理剂固着不充分。重要的是,对于在织物表面负载的TiO2粒子等环境净化材料而言,此工艺不仅比目前实验室常用的提拉法和沉积法等更加均匀和重现性好,而且轧辊的压力促使TiO2粒子与纤维材料深层次接触,使其能够坚牢地固定在纤维表面。
图1-2 不同形式的轧车系统示意图
1.3.2.2 涂层工艺(www.daowen.com)
涂层工艺是在纺织品的一面或两面涂覆一层或多层具有特殊功能的高分子材料薄膜,经焙烘等后处理加工后,形成织物和高分子薄膜复合材料的加工技术。在这种复合材料结构中,织物主要起骨架作用,高分子薄膜承担主要功能,并可能将纳米TiO2粒子等环境净化材料包覆其中。由于使用了增稠剂和黏合剂,纳米TiO2粒子能更加牢固地附着在纤维表面。涂层法主要分为直接涂层和间接涂层,其中直接涂层是目前主要使用的涂层技术。在涂层加工时,环境净化材料首先被均匀地分散在水中或有机溶剂中,再在其中加入增稠剂和黏合剂等,然后使用涂层装置在织物表面进行涂层加工和后续的高温焙烘,形成环境净化纺织品。在加工过程中,浆液的厚度、刮涂速度以及焙烘温度等对涂层织物的性能有较大影响。涂层浆太薄,会显著降低加工织物的功能性,太厚则会导致织物的透气性和柔软性下降。刮涂速度是影响织物表面涂层平整性的主要原因。焙烘温度过高易使织物表面的涂层因受热不匀出现微小气泡,影响涂层质量。涂层法具有工艺简单、耐洗性好、不需后续水洗以及几乎适合各种纤维织物等优点。
1.3.2.3 浸染工艺
浸染法是基于分散染料对涤纶的染色原理,使用纳米TiO2等粒子通过高温高压浸染工艺对涤纶织物进行加工,制备环境净化纺织品的一种新型加工技术。在使用该方法进行加工时,将纳米TiO2粉体均匀分散在水中制备纳米TiO2水分散液,然后将其和涤纶织物加入染色机中并升温至130℃。在这样的条件下,涤纶的纤维分子链运动加剧,无定形区内微孔张开,形成较大瞬间孔穴,这使得小于孔穴尺寸的纳米TiO2粒子通过布朗运动迅速进入纤维表层的孔穴。当温度降低后,涤纶中的微孔收缩,纳米TiO2粒子被截留于其中,从而形成纳米TiO2负载涤纶织物。浸染法的主要优点是纳米TiO2粒子被嵌在纤维表层的微孔中,其与纤维结合更牢固,耐洗性能远高于浸轧法。主要缺点是在高温高压条件下纳米TiO2粒子易发生团聚,形成的大尺寸颗粒使纳米TiO2比表面积变小,其光催化活性有所降低。
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