1.折皺形成原理

棉纖維是由β-2D葡萄糖剩基通過(guò)1,4甙鍵聯(lián)接起來(lái)的纖維素大分子組成的。在纖維素分子中每個(gè)葡萄糖環(huán)上都保留有3個(gè)可以形成氫鍵的自由羥基。當(dāng)纖維受到外力時(shí),在規(guī)整度高的結(jié)晶區(qū),分子鏈排列整齊,形成的氫鍵較多,而且能共同承受外力的作用。所以,在不超過(guò)彈性極限的外力作用下,一般只發(fā)生較小的可逆形變,即普彈形變。在規(guī)整度較低的無(wú)定形區(qū),羥基大多處于游離狀態(tài),形成的氫鍵較少,在洗滌或穿著過(guò)程中經(jīng)受外力作用時(shí),纖維素分子沿著外力的方向發(fā)生一定的形變,基本結(jié)構(gòu)單元相對(duì)滑移,羥基在新的位置又會(huì)產(chǎn)生新的氫鍵重新排列。當(dāng)外力去除后,系統(tǒng)發(fā)生蠕變回復(fù),若新形成的氫鍵產(chǎn)生的阻力大于回復(fù)力,使系統(tǒng)形變不能恢復(fù),便出現(xiàn)了永久形變。由于氫鍵排列的多樣性而產(chǎn)生多種形態(tài)變化,這種不均一而且不可逆形變的宏觀表現(xiàn)就是織物的折皺。

另外,棉纖維在水中溶脹時(shí)橫截面的面積增大40%以上,而長(zhǎng)度變化不大,由于經(jīng)緯紗交織而表現(xiàn)為不均勻收縮和干燥時(shí)不均勻恢復(fù),也是褶皺形成的原因之一。

2.抗皺機(jī)理

織物的抗皺整理主要有共價(jià)交聯(lián)和樹(shù)脂固定兩種機(jī)理。

共價(jià)交聯(lián)是采用含有兩個(gè)或兩個(gè)以上官能團(tuán)的多官能化合物作為交聯(lián)劑,與纖維中相鄰分子鏈上的羥基發(fā)生反應(yīng)形成橋聯(lián)共價(jià)結(jié)合,交聯(lián)反應(yīng)往往需要催化劑。而樹(shù)脂固定則是將高分子材料包覆在纖維素分子周?chē)虺练e在纖維分子之間,從而限制分子鏈的變形或分子鏈間的相對(duì)滑移。這樣,當(dāng)體系受到外力作用時(shí),由于共價(jià)交聯(lián)或樹(shù)脂的固定,不僅可減少纖維素大分子的形變,更主要的是穩(wěn)定了原有的氫鍵結(jié)構(gòu),降低了形成新氫鍵的可能性,提高了形變的恢復(fù)能力,從而達(dá)到抗皺的目的。

由抗皺整理的機(jī)理可以看出,如果在抗皺整理操作時(shí)紡織品已形成某種形狀,則在抗皺整理后亦傾向于保持該形狀,如褲線(xiàn)、裙褶。因此,耐久壓燙整理的方法和機(jī)理與抗皺整理相仿。

如果纖維素在溶脹狀態(tài)下被固定,干燥后交聯(lián)的纖維則處于松弛狀態(tài),所以仍可出現(xiàn)折皺,但遇水后纖維溶脹只能達(dá)到原固定狀態(tài)而使折皺消失。這種性能即為“濕抗皺性”皺性。

值得注意的是,纖維素的交聯(lián)不僅會(huì)使手感變差,還會(huì)導(dǎo)致抗張力強(qiáng)度降低。這是由于交聯(lián)限制了纖維素分子的移動(dòng)和內(nèi)旋轉(zhuǎn),外力作用下易造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生斷裂。當(dāng)然,抗皺整理特別是酸催化體系也會(huì)造成紡織品強(qiáng)度下降。

另外,降低纖維分子間的作用力,增加纖維的平滑柔軟性也可起到抗皺作用。有機(jī)硅和液氨處理抗皺的機(jī)理主要是這種作用。

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