弹力牛仔基于臭氧洗水的工艺及失弹机理研究
臭氧(O3)洗水耗水量少、环保、高效，但弹力牛仔经臭氧洗水后，经常会出现不可逆的失弹现象。本论文探讨了臭氧洗水后三种牛仔用弹性纤维失弹机理及影响因素，并且研究了臭氧洗水工艺对弹力牛仔面料的脱色效果及性能的影响，获得了弹力牛仔臭氧洗水的最佳工艺，另外，采用紫外光(UV)协同臭氧对牛仔用弹性纤维及牛仔面料洗水，进一步提高洗水效率，并与传统洗水进行对比分析，为臭氧洗水作为一种高效节水的洗水方式推广到整个弹力牛仔服装加工行业提供了理论基础。 选择聚醚型氨纶、聚烯烃弹性纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)三种牛仔用弹性纤维，研究其基于臭氧洗水的失弹机理。结果发现，对于氨纶纤维，强氧化性臭氧使纤维的软链段(-O-CO-NH-)氧化、断裂，产生纤维失弹，臭氧溶于水后产生羟基自由基(·OH)与纤维发生氧化反应也是造成纤维失弹的原因之一。臭氧处理氨纶的最佳工艺为：处理时间应控制在30min以内，含湿量应控制在60%左右，pH适宜在5~7之间；对于聚烯烃纤维，纤维在臭氧的作用下被氧化分解，大分子柔性链-[CH2]n-损坏，导致纤维失弹，聚烯烃纤维臭氧洗水的最佳工艺为：处理时间在20min以内，含湿量80%左右，pH值应在7~9之间；对于PTT纤维，臭氧破坏了PTT纤维的酯基(-CO-O-)及柔性亚甲基，引起纤维弹簧状“Z”字型大分子构象改变而失弹，PTT臭氧最佳洗水工艺为：时间应控制在40min以内，含湿量在60%左右，pH值适宜在3~7之间。 对弹力牛仔面料进行臭氧洗水，研究了工艺条件（臭氧浓度、处理时间，面料含湿率及pH值）对臭氧洗水后FTIR、K/S值、力学性能（弹性、断裂强力、撕破强力、顶破强力、耐磨性）、透气性及耐汗渍色牢度的影响。结果显示臭氧洗水工艺能使弹力牛仔面料高效脱色，对其力学性能有一定影响，而对耐汗渍色牢度影响不大，臭氧洗水后仍达4~5级。随臭氧浓度增加或臭氧洗水时间的延长，弹力牛仔面料的力学性能均呈下降趋势，这主要是因为臭氧洗水处理造成纱线的破坏和强力损伤。织物在干态时（含湿量为0%），力学性能损伤较小。但当含湿量增加，力学性能下降十分严重。推测是含湿量越大臭氧在水中生成的羟基自由基(·OH)越多，对纤维的氧化作用越严重。在臭氧洗水的工艺中，pH值对力学性能的影响最大。氨纶弹力面料在中性环境下臭氧洗水，力学性能损失较小，但是在强酸或强碱环境下，力学性能损失十分严重，经向撕破强力损失率高达33%，耐磨性损伤甚至过半。弹力牛仔臭氧洗水的最佳工艺为：臭氧浓度50mg/L，时间30min，含湿量80%，pH值为5。 研究O3/UV协同洗水对三种牛仔用弹性纤维以及弹力牛仔面料的性能影响，并将其与传统洗水进行对比研究，结果表明：与氧漂和氯漂相比，臭氧/紫外协同洗水对聚醚型氨纶、聚烯烃弹性纤维及PTT三种牛仔用弹性纤维的力学性能及纤维表面损伤均最小。其次为氧漂，而氯漂对三种弹性纤维的损伤最大。O3/UV协同洗水对弹力牛仔面料的脱色效率更高，而对面料的弹性回复率、断裂强力、撕破强力、顶破强力、耐磨性、透气性损伤更小。
弹力牛仔;臭氧洗水;失弹机理
武汉纺织大学
硕士
纺织科学与工程
易长海
2018
中文
TS192.7
2020-03-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）