摘要】作者首先分析了各種非交聯性處理劑對纖維的處理方法和結合牢度，并從分子間力進行機理探討，最后通過試驗驗證。
【關鍵詞】不溶物 非交聯 固著機理
1 引言
通常以為，能與纖維發生化學交聯的織物處理劑如：活性染料，反應性樹脂，交聯劑等，都有良好的耐洗牢度。
但事實并不完全如此，活性染料由于多種原因，它的水洗色牢度，不夠理想；能與纖維素纖維發生交聯的2D樹脂，在常態下也會分解而釋放甲醛。而有一些非交聯性處理劑，在纖維上的固著牢度卻是很好。非交聯性處理劑在織物上的固著機理，有研究價值。
2 非交聯性處理劑簡介
還原染料、不溶性偶氮染料、酞菁染料…；棉布普魯本（Proban）阻燃、真絲錫增重、有光人絲消光、兔羊毛防掉毛、織物上蠟、滌綸氰醛抗熔融；還有鈦氧烷溶膠-凝膠抗菌整理[1]，等等。都屬于牢度很好的非交聯性固著處理劑。
3 處理方法與結合牢度實例分析
3-1 還原染料
還原染料用燒堿保險粉還原，隱色體溶于堿性水溶液，染色、氧化。水洗色牢度：蒽醌型大多是4-5級、5級。
隱色體分子上有氫鍵，有可溶性基團，和直接染料類似；纖維親和力測定數據，兩者都是3-5千卡/克分子。但上染速率和上染率，還原染料要比直接染料高得多。有人認為：關鍵或許在‘有機陰離子’。也有人認為：隱色體在染液中締合度2-3，對染色是否也有影響[2]。還原染料與直接染料的不同上染率和色牢度差異，單純用氫鍵理論，很難解釋。
3-2 可溶性還原染料[3]
把還原染料還原成隱色體，與氯磺酸反應生成隱色體硫酸酯鈉鹽，成為可溶還原染料。
按說，它與還原染料隱色體具有同等的氫鍵基團、范德華力和陰離子體，只有水溶性基團不同，（-ONa，與-OSO3Na）。水溶性好的,上染率低。但固著后的色牢度相同。
3-3 不溶性偶氮染料
不溶性偶氮染料的色酚鈉鹽溶于水。分子上有氫鍵基團，有直接性。但分子量小，活潑，上染率較低。與色基的重氮鹽偶合生成的不溶性偶氮染料。耐洗牢度大多為4級。
快磺素：凡拉命藍(色基重氮鹽)，與堿性亞硫酸鈉反應，制得穩定的凡拉命磺酸鹽。棉布印花汽蒸時磺酸基被中性紅礬氧化成硫酸酯鈉鹽，則與色酚快速偶合。
快色素，快胺素：應用原理類似，染色牢度都與兩步法偶合結果相同[4]。
3-4 酞菁染料
酞菁素加助溶劑溶解，與水溶性金屬離子絡合物組成工作液。織物浸軋，烘干，焙烘生成不溶性酞菁藍。
酞菁素滲入棉纖維，烘干時縮聚成為含氫酞菁。在焙烘時,水溶性絡合物中的銅離子被釋放,與含氫酞菁中兩個仲胺基上的氫發生置換，并與另兩個叔胺上的孤電子對共享、成八偶體螯合，艷藍色，皂洗色牢度5級[5]。
3-5普魯苯（Proban）阻燃
四羥甲基氯化磷（THPC）與尿素反應可得水溶性預縮體。
織物浸軋予縮體工作液→烘干→氨熏，NH3與預縮體中的羥甲基交聯，在纖維內部形成聚合體。織物再經雙氧水氧化，生成不溶物。處理織物阻燃效果好，可耐50次皂洗[6]。
3-6 硫酸鋇處理
在兔羊毛針織衫防掉毛或有光人絲織物消光處理時，織物先用5-10%氯化鋇水溶液浸漬20-30分鐘，脫水，烘干，然后用3-7%的元明粉水溶液處理10-20分鐘[7]。
處理后，兔毛表面有微小顆粒，粒徑0.5微米上下。人絲則為填充，均耐洗。
3-7 氰醛防融整理
純滌綸低彈長絲針織物，整理液配方：氰醛樹脂（1:3.3個羥甲基）140g/L，酒石酸銨10g/L，十二烷基苯磺酸鈉5g/L,平平加2g/L,消泡劑50-200ppm。整理工藝： 織物浸軋→卷蒸101℃×2小時→水洗→脫水烘干→熱定形。
整理后,氰醛在滌綸纖維表面生成樹脂膜。不加平平加的，樹脂膜呈蛇皮狀。加平平加的，呈透明狀。融點測試觀察：蛇皮狀的，295℃時纖維熔融，從膜間隙中流出[9]，加平平加的，410℃時纖維熔而不斷。樹脂膜對紅外有屏蔽功能，但未改變纖維融點，耐洗20次[8]。
3-8 鈦溶膠抗菌整理
將鈦酸四丁酯的醋酸溶液滴加到含有鹽酸的乙醇液中,制得鈦氧烷凝膠。棉織物浸軋抗菌劑烘干，焙烘。整理織物具有廣譜抗菌功能，抑菌率99%，耐洗50次[1]。
3-9 二氧化鈦抗紫外整理[10]
將鈦酸正丁酯與冰乙酸混合，滴加到鹽酸水溶液中，加熱，冷卻后成為TiO2水溶膠。用堿中和至出現大量白色膠狀物，pH 4-6。處理工藝：TiO2水溶膠→浸軋→預烘→焙烘→水洗→烘干。用TiO2水溶膠2%時，紫外線屏蔽效果可達90%以上，（作者未測耐洗牢度）。
3-10 高分子粘合材料
低壓聚乙烯熱熔粘合；氧化聚乙烯柔軟處理；醋酸甲殼質涂料印花或作防水整理添加劑[11]；有機硅柔軟劑；都是一些不與纖維交聯而能結合在纖維上的成膜處理劑。
粘合材料的無機性值越小，耐水性就越好[12]。成膜的，膜中殘留表面活性劑越多，越能吸水，濕處理牢度越差。
3 機理探討
對不溶物非交聯固著機理的探討，我們根據表面現象，先從分子間力中去尋找“合理的解釋”，而后再通過試驗求證（證偽）。由于學識有限。錯誤之處，敬請各界批評指正。
3-1 基礎理論
3-1-1 分子內的鍵能
分子中原子間的結合，可分為共價鍵、離子鍵、配位鍵、金屬鍵四種。
相同元素結合的分子，屬于共價鍵結合，偶極距等于零，分子呈非極性[13]。
電負性差別大的元素，兩個原子間的結合，分子呈極性。有電子轉移的為離子化合物，離子鍵的作用力強，無飽和性，無方向性。有機化學中，C-H 也稱共價鍵[14]。原子間的化學結合，鍵能大多在300-400kJ/mol。
3-1-2 氫鍵
氫原子與電負性很強的原子結合，氫原子有失去電子而成為質子的傾向。而電負性強的原子則幾乎獨占共用電子對，使成為孤對電子。幾乎成為質子的氫原子與另一個分子中擁有孤對電子的原子靠近時，發生氫鍵結合。含質子H的分子或基團，都能產生氫鍵。氫鍵具有穩定性、方向性、飽和性，還具有動態可逆性，對外部環境的剌激具有獨特的響應性。
氫鍵既可以存在于分子之間，也可以存在于分子內的基團間[14]。鍵能一般為5-30kJ/mol，屬于‘弱鍵’。大分子上多個氫鍵結合，可以改變物質的物性，纖維素纖維、蛋白質纖維的晶區，是氫鍵作用的表現。對物質的強力，溶脹以及可染性產生影響。
在極性溶劑中，如果溶質分子與溶劑分子之間可以形成氫鍵，則溶質的溶解度增大。
3-1-3絡合鍵
絡合鍵也稱配位鍵，余價鍵。絡合鍵可以存在于分子內的基團間，也可以在分子間。
離子化合物與極性化合物絡合：氯化鎂有6個結晶水，表示方式為Mg[(H2O)6 ]2+ -2Cl-，離子與水是定量結合，驅除結晶水要高于水的沸點，它體現了絡合鍵鍵能[18]。
離子化合物與非極性分子絡合：碘是非極性分子，不溶于水，但溶于碘化鉀溶液。在鉀離子誘導（感應）下，碘分子被極化而絡合成K（I2）+I一。被絡合的碘，還可以釋放改與淀粉絡合（分析指示劑，終點呈藍色）。絡合鍵有穩定性、方向性、飽和性，具有動態可逆性，對外部環境的剌激具有獨特的響應性，與氫鍵性質相同。但不含‘氫’原子。
3-1-4色散力
教材中對色散力的描述，“色散力存在于一切分子之間。在分子接近時誘導產生偶極矩”，可以結合，也可以不結合，瞬時變化，概由外界條件決定。現時尚無測試手段。
3-1-5范德華力
范德華鍵可以解釋烴類間的作用力，烷烴是非極性物質（甲烷、汽油、火油、石蠟…），分子量越大，粘度越大，沸點越高，范德華鍵能。可以通過氣化熱，求得。
范德華力與分子極性大小無關；分子鏈越長，分子間距離越近，范德華力越大。
4 不溶物固著機理探討
4-1 結合力：
4-1-1染色：氫鍵在染料與纖維接觸、結合過程中起定向作用。氫鍵與范德華鍵都是弱鍵，在色散力的作用下，結合呈可逆性。染色達到動態平衡時，如將水份蒸干（烘干）或將水溶性基團變為不溶，染料就固著在纖維上。固著后，凡不溶于水也不水解的，固著牢度就好。
4-1-2自縮聚處理劑：普魯本，酞菁素，防融氰醛，分子量都不大，且都有氫鍵基團。小的可進入纖維內部，大的在纖維表面。發生縮聚后，物性如果不溶于水，固著牢度極好。
4-1-3溶膠-凝膠類：有機硅或有機鈦的自縮合低聚物，都可以用作（溶膠-凝膠）整理劑。鈦酸四丁酯溶解在酸性乙醇中，緩慢生成聚鈦氧烷，聚合度大多在11以下，溶于醇。二丁氧基鈦氧鏈的端羥基，可與纖維素結合，焙烘時端基失水縮合，形成不溶物。
4-2 固著位置：
纖維素纖維的孔穴大小是(24-49?=)2.4-4.9nm；所以，大于這一尺寸的處理劑，不能進入纖維素纖維的非晶區。
有試驗說明：聚乙二醇可以進入非晶區，但其分子不應超過非晶區孔隙大小的1/3，Mw大于414的不能進入。可以認為，即使纖素纖維在水中吸水膨脹后非晶區擴大一倍左右，但是數均分子量在1000以上的聚合物，很難有滲入纖維的可能。
4-3 關于催化劑概念：
非交聯處理，無需催化劑，但在用聚醚酯作滌綸防靜電處理時，氯化鎂不僅可以增進防靜電效果，還能提高防靜電的耐洗性。也有人提出：氯化鎂能與纖維素形成穩定絡合物[17]。這些把有氫鍵或余價鍵作用的化學品，視作“催化劑”的觀點。正在引起人們的注意。
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