王文利，張淑芬，楊錦宗
（大連理工大學精細化工國家重點實驗室，遼寧大連116012）
The new development of functional textile finishing agents
WANG Wen-li, ZHANG Shu-fen, YANG Jin-zong
(State Key Laboratory of Fine Chemicals, Dalian University of Technology, Dalian 116012, China)
Abstract：In this paper, present status and novel developments of flourishing functional agents in the world were reviewed. The application techniques of finishing agents of antimicrobial deodorizer sanitation, ultraviolet radiation protection, regenerator and heat preservation, electromagnetic wave screening, intelligence, skin protection, high temperature resistant flame retardant, sensing et al. were analyzed. The characteristics and advantages of bifunctional dyes with dyeing and anti-wrinkle properties were introduced. And the promising prospects of functional finishing agents for textile were envisioned.
Key words：functional；finishing agent；textile；difunction
摘要：綜述了目前世界范圍內方興未艾的功能性紡織品整理劑的發展態勢與最新發展狀況，分析了抗菌除臭衛生整理劑、紫外線防護整理劑、蓄熱保溫整理劑、電磁波屏蔽整理劑、護膚整理劑、耐高溫阻燃整理劑、智能性整理劑、感官感覺技術整理劑等技術前沿，介紹了自行研制的染色防皺雙功能染料的特征與優勢所在。展望了功能性紡織品整理劑可觀的發展前景。
關鍵詞：功能性；整理劑；紡織品；雙功能
中圖分類號：TS190.2 文獻標識碼：A
文章編號：1001-9731（2004）增刊-2586-03
1 引言
據統計，世界功能紡織品的需求量超過500億米，我國功能紡織品的需求量近50億米。紡織加工和整理用化學品的世界需求量每年增加4.2%，1996年銷售額為131.3億美元，2006年估計可達183億美元。亞洲是這些化學品的最大和增長最快的市場。染料和有關助劑仍是該類產品的最大部類，2006年將占總售量的47%，其需求量將繼續增長。發展中國家正在尋求應用高性能高價值的燃料，以便符合重要出口市場所建立的標準。其他紡織化學品中增長最快的是整理劑，尤其是涂層用的。用于花費較多的工業和醫用織物，高級服裝織物，家用裝飾織物生產的化學品將有很好的銷售機會。
在中國的第十個五年計劃中，精細化工行業的增長率預計會達到7%~8%。其中功能性整理劑等功能性精細化學品占有十分重要的地位。越來越多的消費者花費大量的精力與財力關注功能性高附加值紡織產品，保護自己不受環境、氣味、細菌等影響，以改進自己的生存健康。各種功能整理蓬勃發展，整理劑研發方興未艾。2 整理劑的發展態勢與狀況
2.1 抗菌除臭衛生整理劑
在和織物之間的理想氣候下，細菌能不受阻礙地大量繁殖，引起皮膚感染，導致衛生狀況惡化和疾病的傳播與蔓延。生活中惡臭主要為NH3、H2S、N(CH3)2和CH3SH，香煙臭味主要為尼古丁和乙醛，房屋裝飾臭味為甲醛。除臭劑有羧酸、環糊精、類黃酮、茶多酚等，還有銳鈦型二氧化鈦光催化除臭和Cu/TiO2光催化除臭，奧地利蒙黛爾纖維素織物采用納米微膠囊抗菌除臭技術對金黃色葡萄球菌、淋球菌、大腸桿菌等抑菌率達99%以上，保護皮膚延緩皮膚衰老。使用廣泛的有機硅季銨鹽類具有良好的抗微生物效用，可有效抑制和殺滅引起感染或病原性革蘭氏陰性、陽性菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌和大腸桿菌等病毒。多用于內衣褲、毛巾、床單、鞋店、地毯和醫用織物的抗菌整理。
整理效果較好的抗菌除臭劑有道康寧DC-5700、中紡公司的Libfresh等,Kurabo公司又推出了具Kuransil抗菌防臭及除臭雙重功能的Nicemel整理劑。
Ciba Specialty Chemicals推向市場不久的Tinosan AM110適用于滌綸、錦綸及與棉、毛或其他纖維混紡織物的耐久抗菌整理[1]。
2.2 氣味控制整理劑
氣味的吸收技術是羊毛的焦點，氣味控制有消除氣味的來源、用吸收法中和氣味、或者用化學方法分解與氣味有關的分子。Stephenson Thompson Textile Chemicals的DeolaineTM 系統是一種永久的除臭整理，可以提高羊毛天然的除臭特征，用在貼身穿的服裝上最為理想。
2.3 防蛀整理劑
羊毛、蠶絲、羽絨、毛皮等蟲蛀侵食投訴率達7.7%，僅次于變色、褪色、沾污、縮水，列第5位，防蛀劑曾用萘、對二氯苯和樟腦，現在用擬除蟲菊酯處理。
2.4 防蚊整理劑
野外工作人員、軍人、露營者特別需要防蚊。防蚊整理劑主要是蚊蟲驅避劑或再加上殺蟲劑，可用苯甲酰胺衍生物如N，N-二乙基間苯甲酰胺(又稱DETA、DEET避蚊胺)和檸檬桉樹提取物。用驅避劑鄰乙氧基-N，N-二醛苯甲酰胺浸漬過的防蚊網，有效期可達兩年。
2.5 紫外線防護整理劑
紫外輻射通常被分為UV-A(400~320nm)、UV-B(320~280)和UV-C(＜280nm＝到達地球表面的紫外線輻射波長大于300nm，并會急劇上升到更長的波長。最有危害的紫外輻射是在300~310的UV-B峰。穿透織物的紫外輻射由兩種波組成：一種會不改變的穿過織物，另一種分散波會同織物發生反應。羊毛和滌綸會吸收紫外線但會穿過棉和尼龍，紫外線保護指數體現了一種紡織品保護人體皮膚抗紫外線的有效程度。
紫外線防護整理有紫外線吸收和紫外線屏蔽兩類[2]。
（1）紫外線吸收劑：二苯甲酮類有酮-醇異構，吸收光能轉換為熱能，Uvinul D-49(BASF)分子結構中有多羥基，對棉有親和力，含磺酸基二苯甲酮類對絲綢有親和力，可分別用于棉和絲綢染整。苯駢三唑類可用于滌綸抗紫外線整理。科萊恩公司有用于棉或聚酰胺的可反應紫外線吸收劑。Shikibo公司的RICAGUARD為脂肪族多元醇紫外線吸收劑，UV透過率僅為1.6%，洗滌30次，透過率也只有3.4%。Ciba公司已生產了兩種適用于棉布的紫外線吸收劑：一種是1，3-氯-5（4`-鄰磺基苯酚）-S-三嗪，另一種是雙活性草酸二酰苯胺，在約300nm處有最大的吸收峰。
（2）紫外線屏蔽劑：折射率高的金屬氧化物如ZnO折射率1.9；TiO2折射率為2.6，紫外線屏蔽84%～89%，經5次洗滌后仍有83.6%。
2.6 pH調節整理劑
汗液中有40多種物質:氯化鈉、尿素、乳酸和氨基酸，皮膚表面一般pH=6，出汗初期pH下降至4.4，大量出汗pH=7，時間長了，尿素分解出NH3，pH達到8.0。酸雨的pH值低于5.6。pH整理劑采用納米陶瓷微粒與纖維結合，能調節pH值，并且兼有殺菌消臭、紫外線屏蔽作用。
2.7 蓄熱保溫整理劑
織物保溫一般方法有：紡絲原液中加碳化鋯陶瓷粉末，吸收光線放出熱量、反射人體發射的遠紅外線從而保溫蓄熱；中空纖維保溫和自動保溫整理等。已研究成功的自動保溫主要原理是利用催化劑使異丁烷和丙烷混合物無焰燃燒，每個加熱部件重約495g。商品Mobile Thermo，1998年長野冬奧會上101名試穿者，對保溫程度滿意率達92%。
2.8 電磁波屏蔽整理劑
超低頻電磁波(FLF)會干擾人體生物電流，100Hz以下，能促進血液流動，對損傷細胞的修復和再生有影響；高頻電磁波(微波)會引起人體內水分子劇烈振動，對細胞分裂及增殖有較大影響，心臟起搏，移動電話的電磁波距離心臟起搏器22cm就會發生干擾，需要屏蔽處理。
如在尼龍上鍍銀作屏蔽服，銀能反射可見光、微波、紅外線，冬天保暖、夏天涼爽的功效。
2.9 護膚整理劑
環境中CO2、NxOy、SxOy等對皮膚有危害，紡織品用甲殼素、艾提取物、蠶絲蛋白等處理可起到皮膚保濕、抗菌消炎等作用。DuPont公司四—溝道聚酯能將水分從人體芯吸到表面，水分擴散和干燥大大加強，使體表溫度下降，具有涼爽感覺，用于制造運動服內衣和T恤衫，舒適性很好。
2.10 耐高溫阻燃整理劑
利用碳纖維耐高溫、耐輻射、耐腐蝕的特點性能，大量用于航空器材、建筑工程；采用耐高溫、阻燃和高韌性的芳綸纖維制成防護服、消防服和防彈服。含磷聚酯作阻燃紡織品，用于醫院、保健業和裝飾行業；加有阻燃劑的丙綸用作窗簾、墻布裝飾；三聚氰胺纖維耐高溫，柔韌性很好，具有一定的阻燃功效，用于消防領域。阻燃劑分有機阻燃劑和無機阻燃劑，可分別選用。
2.11 智能性整理劑
形狀記憶織物是由特種整理劑對纖維分子進行定型處理，雖經任何環境變遷，只要回到原來環境條件，即可恢復原形狀，用于防皺、免熨紡織品。由丙烯酸系聚合物紡絲，其織物具有很高的透氣性和吸水性，浸入水中纖維大量吸水膨脹阻塞衣服上的孔隙，可自動阻止海水向衣服內部滲透，起救生作用，用于智能拒水織物。
2.12 抗靜電整理劑
靜電是兩個物體相互摩擦時，由于電子發生移動而產生的，纖維織物也不例外，特別是合纖織物更突出。紡織品帶靜電后的吸塵和易沾污現象，服裝與服裝，服裝與人體的相互吸附現象，輕則產生針刺感、電火花，重則使用合纖織物會引起以外火災和爆炸事故。
抗靜電織物主要有嵌織導電金屬絲和織物表面整理，后者是織物經抗靜電劑覆蓋整理，可中和靜電負荷，降低表面電阻，減少靜電聚集，增強織物吸濕性從而達到消除靜電的效果。
2.13 感官感覺技術整理劑
英國ICI公司開發了SPT（感官感覺技術），即將吸濕劑，芳香劑，除臭劑，維生素等采用微膠囊技術并使之施加于織物上，從而賦予織物清新的感覺[4]。
汽巴公司開發的具有水分管理功能的DriFX產品，可賦予棉，滌棉等織物以防污，拒水，透氣和防臭等性能，并可采用傳統的工藝和設備進行加工[3]。
2.14 染色防皺雙功能染料
本課題組設計合成了分子結構中含有多羧基可酯化交聯基團的水溶性硫化染料，優化了工藝條件，并在此基礎上作了大量的應用實驗。在合適的條件下，采用軋-烘-焙工藝，發現該類染料除具有常規的染色功能、且耐濕磨擦牢度達3級以上外，還具有優良的防皺整理功能，其急彈、緩彈褶皺恢復角分別比未染色棉織物提高了145.0%和118.3% .這種新型染料在染色時因可無需使用硫化堿，避免了應用過程中因傳統硫化染料大量使用硫化物而造成的嚴重的硫化物廢水污染問題，同時可以作為含甲醛類紡織品防皺整理劑的優良替代品，因而在環保意識日益提高的新世紀里更加受到關注，應用前景廣闊。
3 結論
紡織品市場日趨多元化，功能性紡織品在國際市場已得到高度重視，如防紫外線的研究。280～400nm紫外線會使肌肉失去彈性，皮膚粗糙形成皺紋，甚至致癌。臭氧層臭氧濃度1997年比80年代減少了40%。臭氧層濃度每降低1%，將增加2%的UVB透射量，皮膚癌發生率增加0.5%～5%。據統計，1980～1996年全世界皮膚癌患者翻了一番，僅美國就由1990年的20萬猛增至1996年的100萬，因此特別是夏天衣服必須經過紫外線整理劑整理。新的高效紫外線吸收劑充滿生機。在美國有75%的人意識到細菌存在于他們日常生活之中，有70%左右的人愿意花高價錢購買殺菌功能織物。研究和開發防紫外線等的功能性紡織物，以增加人們對日益增強的紫外線輻射的抵抗，已經成為國際化纖紡織業關注的焦點[5]。據報道抗菌整理織物制品已經形成了約18億美元的銷售額，它為紡織業注入了新的活力。其他整理如羊毛形態記憶加工、尼龍抗老化黃變加工、吸濕排汗抗靜電防污加工等也很有市場潛力。
我國是世界紡織大國，創新的技術和功能性符合生態標準的紡織品整理劑，不僅更好的滿足消費者日益多樣化、功能化、高檔化的需求，而且大大提高產品的附加值，在未來色彩紛呈的功能性產品領域里，必定更加光彩奪目，占有舉足輕重的地位。
參考文獻：
[1] Holme I. [J]. Int Dyer, 2002, (12): 9-11.
[2] 楊錦宗. 關于支持對國民經濟有重大意義的紡織化學品及其染整技術創新的建議.
[3] Dunn R.S. 賦予織物高性能的染料和助劑[J]. Text Word (USA), 2003, 153(4): 39-43.
[4] Echina Tex訊. 功能性整理劑之林林種種, 中國氟化工網/行業新聞.
[5] Perkins W S. Functional finishing and high-performance textiles Text Chem [J]. Color & Amer Dye Rep, 2000, 32(4): 24-27.
基金項目：國家自然科學基金資助項目(20276009)
作者簡介：王文利（1967－），女，黑龍江省密山市人，講師，1997年起師從于楊錦宗院士和張淑芬教授，現為大連理工大學精細化工國家重點實驗室在讀博士研究生，主要從事精細化學品的結構與性能及綠色化學產品及工藝開發研究。
論文來源：中國功能材料及其應用學術會議,2004年,9月12-16日
