隨著歐盟禁令的出臺(tái)，C8 防水劑等受到限制并逐步被禁用。C6 和 C4防水劑在毒性和生物累積性上的危害有所降低，其安全性能仍需驗(yàn)證。作為 PFOS 和 PFOA 的代替品，無氟防水劑的開發(fā)和應(yīng)用已成為防水劑領(lǐng)域熱門的方向。

襯布由于其保型、定型和造型的作用，經(jīng)常作為重要的輔助材料用在服裝成型過程中 。粘合襯即涂有熱熔膠的襯里，可使得服裝舒適、挺括、穿著美觀、洗后平整。粘合襯與面料粘合后，將這個(gè)組合體分離所需的力即為剝離強(qiáng)度。剝離強(qiáng)度的大小直接影響紡織品的質(zhì)量和壽命。

近年來，戶外運(yùn)動(dòng)在國(guó)內(nèi)備受歡迎，消費(fèi)者對(duì)戶外裝備專業(yè)程度的要求也越來越高。大多數(shù)戶外功能性服裝都需要一定的防水性，因此經(jīng)過防水處理的面料與粘合襯的剝離強(qiáng)度對(duì)于這類服裝的防塵、防水和防風(fēng)保暖性尤為重要。為探究無氟防水劑處理對(duì)面料與粘合襯剝離強(qiáng)度的影響，

本文選用戶外面料之一的滌綸，并使用軟、 薄且彈性良好的復(fù)合聚氨酯（PU）粘合襯與之組合，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并分析。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1、主要原料和設(shè)備

面料：滌綸（50D×50D / 185T，

藍(lán)色）

試劑：

A無氟防水劑（固含量 30.9 %，pH=3.72，）

B無氟防水劑（固含量 25.4%，pH=4.00）

C無氟防水劑（固含量19.4 %，pH=3.70）

儀器：快速定型烘干機(jī)、實(shí)驗(yàn)室（臥式）軋車、熱風(fēng)縫口密封機(jī)、電子織物強(qiáng)力機(jī)、OCA25 接觸角測(cè)量?jī)x、Phenom Pro 飛納臺(tái)式掃描電鏡

2、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及方法

拒水能力：按照 GB/T 4745-1997《紡織織物 表面抗?jié)裥詼y(cè)定 沾水測(cè)試》進(jìn)行測(cè)試；剝離強(qiáng)度：按照 FZ/T 8007.1-2006《使用粘合襯服裝剝離強(qiáng)度測(cè)試方法》進(jìn)行測(cè)試。

拒水整理工藝：185T樣布（剝離強(qiáng)度測(cè)試 150×300 mm / 普通防水測(cè)試150×150 mm）一浸一壓（軋車轉(zhuǎn)速 6 r·min-1，軋車壓力 0.3 MPa，工作液體積 200 ml）后定型機(jī)烘干（170℃，90 s）。試 樣 粘 合：將粘合襯和185T樣布平放在熱風(fēng)縫口密封機(jī)（熱風(fēng)溫度330 ℃， 壓力0.4 MPa， 車速8m·min-1）上并進(jìn)行壓燙，粘合襯在上層直接被熱風(fēng)加熱。

剝 離 強(qiáng) 度 測(cè) 試： 粘 合 襯 與 布 料分 別 用 上、 下鋁制夾持器固定， 電子織物強(qiáng)力機(jī)預(yù)拉長(zhǎng)度5mm， 拉伸100mm，上升速度100 mm· min-1；接觸角測(cè)試：4 µL 去離子水滴到待測(cè)布表面進(jìn)行測(cè)試；掃描電鏡：樣品液氮冷卻后淬斷，觀察斷裂橫截面。

二、 結(jié)果與討論

1、無氟防水劑濃度對(duì)面料與粘合襯剝離強(qiáng)度的影響

將A無氟防水劑配制成200 mL，濃度為 10g·L-1~50 g·L-1 的工作液，每 10 g·L-1 為一梯度，對(duì)滌綸 185T 樣布按照測(cè)試方法中的拒水整理工藝進(jìn)行整理，并以未處理的原布作為對(duì)比樣。將上述樣布與復(fù)合 PU 襯布通過熱風(fēng)縫口密封機(jī)粘合成組合體后，在織物強(qiáng)力機(jī)上進(jìn)行剝離強(qiáng)度測(cè)試。

測(cè)試結(jié)果見下圖，可以觀察到低用量（10 g·L-1 ）防水劑處理的樣布與粘合襯形成組合體的剝離強(qiáng)度明顯小于未經(jīng)處理樣布制備的組合體。原因有兩方面，一是拒水處理過程中，無氟防水劑中所含的大量丙烯酸酯長(zhǎng)鏈由于其優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)能力而聚集在織物表面，在烘干時(shí)形成的結(jié)晶一定程度阻礙了粘合襯中熱熔膠膠粒與處理后織物的結(jié)合；二是由于無氟防水劑中大量的甲基屏蔽了表面能高的織物表面，使得組合體更容易被剝開。

隨著A無氟防水劑用量的增加（10g·L-1 ~ 40g·L-1 ），織物經(jīng)向上組合體的剝離強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。因?yàn)樵诖诉^程中，單位面積織物表面上防水劑結(jié)晶的厚度、完整度和甲基的數(shù)量增加，導(dǎo)致熱熔膠與織物結(jié)合位點(diǎn)減少，難度提升。而在高用量下（40 g·L-1 ~ 50 g·L-1 ），組合體的剝離強(qiáng)度變化趨于平穩(wěn)，這可能由于防水劑形成的結(jié)晶已在織物表面達(dá)到飽和狀態(tài)，覆蓋住大部分膠粒和面料的結(jié)合部位。經(jīng)向和緯向上，不同濃度的無氟防水劑對(duì)于處理后面料與粘合襯的剝離強(qiáng)度影響趨勢(shì)相同，而相同濃度下經(jīng)向剝離強(qiáng)度明顯大于緯向剝離強(qiáng)度，推測(cè)是因?yàn)檫@種面料的紡織方式導(dǎo)致經(jīng)向比緯向有更多的膠粒結(jié)合位點(diǎn)。

2、無氟防水劑種類對(duì)織物與粘合襯剝離強(qiáng)度的影響

將A、B、C無氟防水劑分別配制成200mL，50 g·L-1 的工作液，對(duì)滌綸 185T 樣布按照測(cè)試方法中的拒水整理工藝進(jìn)行整理，并將上述樣布與復(fù)合 PU 襯布通過熱風(fēng)縫口密封機(jī)粘合成組合體后，在織物強(qiáng)力機(jī)上進(jìn)行剝離強(qiáng)度測(cè)試。

測(cè)試結(jié)果：經(jīng)向上，ABC無氟防水劑的剝離強(qiáng)度分別為 1.76 N、1.50 N 和 1.61 N，緯向上 3種無氟防水劑的剝離強(qiáng)度分別是 1.27N、1.06 N 和 0.96 N。不同防水劑種類對(duì)織物與粘合襯剝離強(qiáng)度的影響，與防水劑配方中單體種類和比例、固含量、pH 值等因素直接相關(guān)。3 種無氟防水劑處理的面料經(jīng)向上剝離強(qiáng)度均大于緯向的剝離強(qiáng)度，符合上述1部分中的規(guī)律。

3、經(jīng)過處理后的防水性能以及與粘合襯組合體的微觀結(jié)構(gòu)為討論織物防水等級(jí)和剝離強(qiáng)度的關(guān)系，將ABC無氟防水劑分別配制成 200 mL，10 g·L-1、20g· L-1 、50 g· L-1 和 80 g·L-1的工作液，對(duì) 185T 樣布采取拒水整理。

按照 GB/T 4745-1997 對(duì)低、中用量下防水劑處理的面料進(jìn)行防水等級(jí)評(píng)估，結(jié)果見下表表 。低、中用量下的防水等級(jí)都是A最高，B、C次之。為了進(jìn)一步驗(yàn)證防水性能的強(qiáng)弱，對(duì) 3 種防水劑處理過的樣布進(jìn)行接觸角測(cè)試，結(jié)果見圖3。當(dāng) A用量從 50 g· L-1 增加到80 g· L-1 時(shí)，拒水處理后的185T 接觸角從 126°增長(zhǎng)到 141°。在80 g·L-1 下，A、B 和 C接觸角分別為 141°、133°、127°，即高濃度下拒水能力的高低與中低濃度下的排序相同。

為了更直觀地觀察面料與粘合襯結(jié)合的微觀結(jié)構(gòu)，對(duì)原布及防水處理后的面料與粘合襯形成的組合體進(jìn)行掃面電鏡測(cè)試。防水處理所用濃度為50 g·L-1 ，將準(zhǔn)備好的組合體低溫淬斷，觀察橫截面，見下圖4。圖中可清晰觀察到織物纖維、粘合襯中的熱熔膠以及兩者的結(jié)合部位。原布與粘合襯的組合體即圖4a，織物纖維與熱熔膠緊密貼合，而防水處理過的面料（圖4b、4c、4d 中面料使用的防水劑分別是A、B 和 C） 所組成的組合體中，纖維與熱熔膠的結(jié)合都明顯沒有原布牢靠，圖 4c 中甚至可以看到纖維與膠體發(fā)生脫離，但也可能二者是在淬斷處理時(shí)被剝離開。微觀所見的纖維與熱熔膠的脫離情況與剝離強(qiáng)度密切相關(guān)，由此推測(cè)環(huán)境和力相同的情況下，微觀測(cè)試可能成為剝離結(jié)果可視化及測(cè)量、比較剝離強(qiáng)度的新方法。

4、結(jié)論

織物在拒水處理時(shí)，所用無氟防水劑的濃度越高，其與粘合襯形成的組合體的剝離強(qiáng)度越低。主要原因是織物烘干定型過程中，防水劑在織物表面形成的晶體結(jié)構(gòu)阻礙了粘合襯中熱熔膠與面料表面的結(jié)合?？椢锝?jīng)不同種類的無氟防水劑拒水處理后，其與粘合襯形成的組合體剝離強(qiáng)度的高低，與防水劑配方中單體種類和比例、固含量、pH 值等因素有關(guān)。掃描電鏡可以直接觀察到織物纖維與粘合襯中熱熔膠的結(jié)合和剝離情況，微觀測(cè)試可能成為剝離結(jié)果可視化及測(cè)量、比較剝離強(qiáng)度的新方法。