王文利，张淑芬，杨锦宗
（大连理工大学精细化工国家重点实验室，辽宁大连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：综述了目前世界范围内方兴未艾的功能性纺织品整理剂的发展态势与最新发展状况，分析了抗菌除臭卫生整理剂、紫外线防护整理剂、蓄热保温整理剂、电磁波屏蔽整理剂、护肤整理剂、耐高温阻燃整理剂、智能性整理剂、感官感觉技术整理剂等技术前沿，介绍了自行研制的染色防皱双功能染料的特征与优势所在。展望了功能性纺织品整理剂可观的发展前景。
关键词：功能性；整理剂；纺织品；双功能
中图分类号：TS190.2           文献标识码：A
文章编号：1001-9731（2004）增刊-2586-03

1 引言
         据统计，世界功能纺织品的需求量超过500亿米，我国功能纺织品的需求量近50亿米。纺织加工和整理用化学品的世界需求量每年增加4.2%，1996年销售额为131.3亿美元，2006年估计可达183亿美元。亚洲是这些化学品的最大和增长最快的市场。染料和有关助剂仍是该类产品的最大部类，2006年将占总售量的47%，其需求量将继续增长。发展中国家正在寻求应用高性能高价值的燃料，以便符合重要出口市场所建立的标准。其他纺织化学品中增长最快的是整理剂，尤其是涂层用的。用于花费较多的工业和医用织物，高级服装织物，家用装饰织物生产的化学品将有很好的销售机会。
         在中国的第十个五年计划中，精细化工行业的增长率预计会达到7%~8%。其中功能性整理剂等功能性精细化学品占有十分重要的地位。越来越多的消费者花费大量的精力与财力关注功能性高附加值纺织产品，保护自己不受环境、气味、细菌等影响，以改进自己的生存健康。各种功能整理蓬勃发展，整理剂研发方兴未艾。2 整理剂的发展态势与状况
2.1 抗菌除臭卫生整理剂
         在和织物之间的理想气候下，细菌能不受阻碍地大量繁殖，引起皮肤感染，导致卫生状况恶化和疾病的传播与蔓延。生活中恶臭主要为NH3、H2S、N(CH3)2和CH3SH，香烟臭味主要为尼古丁和乙醛，房屋装饰臭味为甲醛。除臭剂有羧酸、环糊精、类黄酮、茶多酚等，还有锐钛型二氧化钛光催化除臭和Cu/TiO2光催化除臭，奥地利蒙黛尔纤维素织物采用纳米微胶囊抗菌除臭技术对金黄色葡萄球菌、淋球菌、大肠杆菌等抑菌率达99%以上，保护皮肤延缓皮肤衰老。使用广泛的有机硅季铵盐类具有良好的抗微生物效用，可有效抑制和杀灭引起感染或病原性革兰氏阴性、阳性菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和大肠杆菌等病毒。多用于内衣裤、毛巾、床单、鞋店、地毯和医用织物的抗菌整理。
         整理效果较好的抗菌除臭剂有道康宁DC-5700、中纺公司的Libfresh等,Kurabo公司又推出了具Kuransil抗菌防臭及除臭双重功能的Nicemel整理剂。
         Ciba Specialty Chemicals推向市场不久的Tinosan AM110适用于涤纶、锦纶及与棉、毛或其他纤维混纺织物的耐久抗菌整理[1]。
2.2 气味控制整理剂
         气味的吸收技术是羊毛的焦点，气味控制有消除气味的来源、用吸收法中和气味、或者用化学方法分解与气味有关的分子。Stephenson Thompson Textile Chemicals的DeolaineTM 系统是一种永久的除臭整理，可以提高羊毛天然的除臭特征，用在贴身穿的服装上最为理想。
2.3 防蛀整理剂
         羊毛、蚕丝、羽绒、毛皮等虫蛀侵食投诉率达7.7%，仅次于变色、褪色、沾污、缩水，列第5位，防蛀剂曾用萘、对二氯苯和樟脑，现在用拟除虫菊酯处理。
2.4 防蚊整理剂
         野外工作人员、军人、露营者特别需要防蚊。防蚊整理剂主要是蚊虫驱避剂或再加上杀虫剂，可用苯甲酰胺衍生物如N，N-二乙基间苯甲酰胺(又称DETA、DEET避蚊胺)和柠檬桉树提取物。用驱避剂邻乙氧基-N，N-二醛苯甲酰胺浸渍过的防蚊网，有效期可达两年。
2.5 紫外线防护整理剂
         紫外辐射通常被分为UV-A(400~320nm)、UV-B(320~280)和UV-C(＜280nm＝到达地球表面的紫外线辐射波长大于300nm，并会急剧上升到更长的波长。最有危害的紫外辐射是在300~310的UV-B峰。穿透织物的紫外辐射由两种波组成：一种会不改变的穿过织物，另一种分散波会同织物发生反应。羊毛和涤纶会吸收紫外线但会穿过棉和尼龙，紫外线保护指数体现了一种纺织品保护人体皮肤抗紫外线的有效程度。
         紫外线防护整理有紫外线吸收和紫外线屏蔽两类[2]。
         （1）紫外线吸收剂：二苯甲酮类有酮-醇异构，吸收光能转换为热能，Uvinul D-49(BASF)分子结构中有多羟基，对棉有亲和力，含磺酸基二苯甲酮类对丝绸有亲和力，可分别用于棉和丝绸染整。苯骈三唑类可用于涤纶抗紫外线整理。科莱恩公司有用于棉或聚酰胺的可反应紫外线吸收剂。Shikibo公司的RICAGUARD为脂肪族多元醇紫外线吸收剂，UV透过率仅为1.6%，洗涤30次，透过率也只有3.4%。Ciba公司已生产了两种适用于棉布的紫外线吸收剂：一种是1，3-氯-5（4`-邻磺基苯酚）-S-三嗪，另一种是双活性草酸二酰苯胺，在约300nm处有最大的吸收峰。
         （2）紫外线屏蔽剂：折射率高的金属氧化物如ZnO折射率1.9；TiO2折射率为2.6，紫外线屏蔽84%～89%，经5次洗涤后仍有83.6%。
2.6 pH调节整理剂
         汗液中有40多种物质:氯化钠、尿素、乳酸和氨基酸，皮肤表面一般pH=6，出汗初期pH下降至4.4，大量出汗pH=7，时间长了，尿素分解出NH3，pH达到8.0。酸雨的pH值低于5.6。pH整理剂采用纳米陶瓷微粒与纤维结合，能调节pH值，并且兼有杀菌消臭、紫外线屏蔽作用。
2.7 蓄热保温整理剂
         织物保温一般方法有：纺丝原液中加碳化锆陶瓷粉末，吸收光线放出热量、反射人体发射的远红外线从而保温蓄热；中空纤维保温和自动保温整理等。已研究成功的自动保温主要原理是利用催化剂使异丁烷和丙烷混合物无焰燃烧，每个加热部件重约495g。商品Mobile Thermo，1998年长野冬奥会上101名试穿者，对保温程度满意率达92%。
2.8 电磁波屏蔽整理剂
         超低频电磁波(FLF)会干扰人体生物电流，100Hz以下，能促进血液流动，对损伤细胞的修复和再生有影响；高频电磁波(微波)会引起人体内水分子剧烈振动，对细胞分裂及增殖有较大影响，心脏起搏，移动电话的电磁波距离心脏起搏器22cm就会发生干扰，需要屏蔽处理。
         如在尼龙上镀银作屏蔽服，银能反射可见光、微波、红外线，冬天保暖、夏天凉爽的功效。
2.9 护肤整理剂
         环境中CO2、NxOy、SxOy等对皮肤有危害，纺织品用甲壳素、艾提取物、蚕丝蛋白等处理可起到皮肤保湿、抗菌消炎等作用。DuPont公司四—沟道聚酯能将水分从人体芯吸到表面，水分扩散和干燥大大加强，使体表温度下降，具有凉爽感觉，用于制造运动服内衣和T恤衫，舒适性很好。
2.10 耐高温阻燃整理剂
         利用碳纤维耐高温、耐辐射、耐腐蚀的特点性能，大量用于航空器材、建筑工程；采用耐高温、阻燃和高韧性的芳纶纤维制成防护服、消防服和防弹服。含磷聚酯作阻燃纺织品，用于医院、保健业和装饰行业；加有阻燃剂的丙纶用作窗帘、墙布装饰；三聚氰胺纤维耐高温，柔韧性很好，具有一定的阻燃功效，用于消防领域。阻燃剂分有机阻燃剂和无机阻燃剂，可分别选用。
2.11 智能性整理剂
         形状记忆织物是由特种整理剂对纤维分子进行定型处理，虽经任何环境变迁，只要回到原来环境条件，即可恢复原形状，用于防皱、免熨纺织品。由丙烯酸系聚合物纺丝，其织物具有很高的透气性和吸水性，浸入水中纤维大量吸水膨胀阻塞衣服上的孔隙，可自动阻止海水向衣服内部渗透，起救生作用，用于智能拒水织物。
2.12 抗静电整理剂
         静电是两个物体相互摩擦时，由于电子发生移动而产生的，纤维织物也不例外，特别是合纤织物更突出。纺织品带静电后的吸尘和易沾污现象，服装与服装，服装与人体的相互吸附现象，轻则产生针刺感、电火花，重则使用合纤织物会引起以外火灾和爆炸事故。
         抗静电织物主要有嵌织导电金属丝和织物表面整理，后者是织物经抗静电剂覆盖整理，可中和静电负荷，降低表面电阻，减少静电聚集，增强织物吸湿性从而达到消除静电的效果。
2.13 感官感觉技术整理剂
         英国ICI公司开发了SPT（感官感觉技术），即将吸湿剂，芳香剂，除臭剂，维生素等采用微胶囊技术并使之施加于织物上，从而赋予织物清新的感觉[4]。
         汽巴公司开发的具有水分管理功能的DriFX产品，可赋予棉，涤棉等织物以防污，拒水，透气和防臭等性能，并可采用传统的工艺和设备进行加工[3]。
2.14 染色防皱双功能染料
         本课题组设计合成了分子结构中含有多羧基可酯化交联基团的水溶性硫化染料，优化了工艺条件，并在此基础上作了大量的应用实验。在合适的条件下，采用轧-烘-焙工艺，发现该类染料除具有常规的染色功能、且耐湿磨擦牢度达3级以上外，还具有优良的防皱整理功能，其急弹、缓弹褶皱恢复角分别比未染色棉织物提高了145.0%和118.3% .这种新型染料在染色时因可无需使用硫化碱，避免了应用过程中因传统硫化染料大量使用硫化物而造成的严重的硫化物废水污染问题，同时可以作为含甲醛类纺织品防皱整理剂的优良替代品，因而在环保意识日益提高的新世纪里更加受到关注，应用前景广阔。
3 结论
         纺织品市场日趋多元化，功能性纺织品在国际市场已得到高度重视，如防紫外线的研究。280～400nm紫外线会使肌肉失去弹性，皮肤粗糙形成皱纹，甚至致癌。臭氧层臭氧浓度1997年比80年代减少了40%。臭氧层浓度每降低1%，将增加2%的UVB透射量，皮肤癌发生率增加0.5%～5%。据统计，1980～1996年全世界皮肤癌患者翻了一番，仅美国就由1990年的20万猛增至1996年的100万，因此特别是夏天衣服必须经过紫外线整理剂整理。新的高效紫外线吸收剂充满生机。在美国有75%的人意识到细菌存在于他们日常生活之中，有70%左右的人愿意花高价钱购买杀菌功能织物。研究和开发防紫外线等的功能性纺织物，以增加人们对日益增强的紫外线辐射的抵抗，已经成为国际化纤纺织业关注的焦点[5]。据报道抗菌整理织物制品已经形成了约18亿美元的销售额，它为纺织业注入了新的活力。其他整理如羊毛形态记忆加工、尼龙抗老化黄变加工、吸湿排汗抗静电防污加工等也很有市场潜力。
         我国是世界纺织大国，创新的技术和功能性符合生态标准的纺织品整理剂，不仅更好的满足消费者日益多样化、功能化、高档化的需求，而且大大提高产品的附加值，在未来色彩纷呈的功能性产品领域里，必定更加光彩夺目，占有举足轻重的地位。

参考文献：
[1] Holme I. [J]. Int Dyer, 2002, (12): 9-11.
[2] 杨锦宗. 关于支持对国民经济有重大意义的纺织化学品及其染整技术创新的建议.
[3] Dunn R.S. 赋予织物高性能的染料和助剂[J]. Text Word (USA), 2003, 153(4): 39-43.
[4] Echina Tex讯. 功能性整理剂之林林种种, 中国氟化工网/行业新闻.
[5] Perkins W S. Functional finishing and high-performance textiles Text Chem [J]. Color & Amer Dye Rep, 2000, 32(4): 24-27.

基金项目：国家自然科学基金资助项目(20276009)
作者简介：王文利（1967－），女，黑龙江省密山市人，讲师，1997年起师从于杨锦宗院士和张淑芬教授，现为大连理工大学精细化工国家重点实验室在读博士研究生，主要从事精细化学品的结构与性能及绿色化学产品及工艺开发研究。

论文来源：中国功能材料及其应用学术会议,2004年,9月12-16日