摘要：本文对超疏油功能棉织物的制备关键技术进行了分析。基于棉织物在疏水拒油性能、耐久性等方面存在的主要问题，分析了该纺织品需要达到的性能要求。深入研究超疏水防油整理工艺、高效短流程染整工艺、深色染织物染色牢度提高等技术难点，制备出同时满足疏水拒油功能、耐水洗功能、耐摩擦功能和具有化学稳定性的棉纺织品。该产品显示出优异的机械耐久性和化学稳定性，所应用的工艺技术不仅能提高棉纺产品的功能性，增强其市场竞争力，同时也能促进绿色纺织产品的发展。希望通过本课题的研究，能对今后棉纺产品技术创新与应用起到一定的指导作用。

关键：超疏水；拒油；棉纺织品；染整工艺

引言

随着人民生活水平的不断提高，人们对纺织产品功能的要求不断提高，棉纺织品越来越受到人们的重视。传统棉织物具有舒适、透气性好的特点，但在防污、防油、耐洗涤等方面存在不足，限制了其在高性能领域的应用。因此，开发具有超疏水拒油功能的棉纺织物是目前纺织技术领域的一个重要课题。超疏水拒油功能棉纺织品的制备技术需要既能有效提高棉织物抗污性能，又能延长棉织物的使用寿命，满足现代消费者对服装功能性和舒适性的双重要求[1]。同时，随着环境保护意识的提高，纺织工业向绿色、可持续发展的方向转变，这就需要更多地关注资源高效利用、环境保护等新材料和新工艺的研发。因此，本项目的开展不仅具有重要的学术价值，而且对促进纺织工业技术进步与可持续发展具有重要意义。

1 项目概况

本项目针对棉纺织品存在的主要问题，联合高校科研力量进行产学研合作，开展了超疏水拒油功能棉纺织品的技术开发项目，实现超疏水拒油功能棉纺织品整理工艺的产业化开发应用。本项目的技术要点是研制出一种集疏水拒油、耐水洗、耐摩擦于一体的棉纺织物。采用逐步浸涂和热固化技术相结合，研制出具有良好耐久性的功能性棉织物，使其具有较好的防水性和抗污性。通过本项目的实施，将为相关技术在纺织工业中的推广应用起到积极的推动作用。

2 棉纺织品功能需求分析

2.1 棉织物存在的主要问题

棉纺织品是一种在生活、工业等领域得到广泛应用的面料，它具有良好的透气性和润湿性。但是，它在使用过程中暴露出来的主要问题就是亲水性。棉织物中的纤维素大分子中含有大量羟基亲水性基团，极易被各种液体污染。另外，经过疏水疏油整理后的棉织物，在实际使用和洗涤过程中，其功能性常有所下降[2]。目前纺织品存在的主要问题包括：棉纺织品使用过程中易沾湿和易被沾污；经疏水拒油整理的棉纺织品在使用和洗涤时，其疏水拒油性能往往会下降甚至完全失去，水洗的耐久性有待提高。

2.2 技术要求和参数

在织物染色工艺上，既要满足色深、色牢度的要求，又要提高产品的外观品质，如颜色均匀度、平整度等。另外，织物的定型和磨毛工艺对于产品风格的影响也需要在生产工艺上进行深入的研究与优化。增深染色技术主要是通过对纤维的改性处理，提高染料利用率及染色深度，降低促染盐用量，提高改善纤维制品的染色性能。同时，由于纤维较短，在染整加工过程中容易产生毛羽，因此采用生物抛光技术改善织物表面毛羽，保持织物色泽和手感。

该纺织品要达到的技术指标及参数为：经超疏水拒油整理后棉纺织品的防水等级为5级，与水的静态接触角大于150°，且滚动角小于10°，防油等级为5级；水洗10次后，防水等级依然为5级，与水的静态接触角大于150°，防油等级为5级；水洗30次后，防水等级为4级，与水的静态接触角大于140°，防油等级为4级；经超疏水拒油整理后棉纺织品耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度达到4级及以上，透气性与整理前相差不大，透气量达到180 cm/s及以上。

3 技术重难点及解决措施

3.1 超疏水拒油处理工艺

超疏水拒油整理技术应用于纺织织物时面临诸多技术难题，特别是在使用与洗涤过程中，常出现疏水拒油性能降低甚至丧失的现象。如何提高织物整理后的耐水洗性是解决这个问题的关键。本项目创新性地提出了二浸二轧和干燥交联等方法，可有效改善棉纺织物超疏油功能织物的耐久性。采用二次浸轧，使整理剂充分渗入纤维内部，形成更牢固的结合，提高抗水洗性能。另外，采用干燥交联法，使整理剂与纤维表面发生交联反应，进一步增强涂层的稳定性，保证织物在多次洗涤过程中仍能保持超疏水性。该工艺的关键是通过对整理剂的选择与比例进行优化，使其达到最优性能，并通过控制交联反应温度与时间来实现所需的耐久性。

3.2 高效短流程染整工艺

针对传统纺织染整工艺中水电气消耗量大问题，高效短流程染整加工技术具有明显优势。但其实施面临诸多技术难点，其中最关键的问题是如何在保证染整加工质量的前提下大幅缩短加工时间和提高生产效率。为解决该问题，首先需优化染整工艺流程，实现染料及助剂的高效利用，减少印染后整理过程的资源消耗。采用环境友好型染料及助剂，能在短时间内实现深色、高色牢度染色，既能保证染色品质，又能有效缩短反应时间。另外，通过引入在线监控等自动化、智能化设备，实现对染整工艺关键参数的实时监测，提高染整工艺稳定性与一致性。

3.3 深色染物的染色牢度提升

深色染料在纺织品染色过程中存在着染色周期长，染化料消耗量大，染色牢度差等问题，严重影响产品质量和企业经济效益。因此，如何提高深染织物的染色牢度就成为一个重要的研究课题。选用高反应性、高固色率的活性染料，可明显改善棉纤维制品的色牢度。在此过程中，通过对纤维与染料的反应条件（温度、时间、pH等）进行精细调控，使染料能够在纤维表面充分固定，从而提高织物的湿摩擦、耐汗光牢度。另外，提高染色后水洗效率是提高染色效果的关键，采用高压水洗、超声波等先进清洗技术与设备，可有效地去除染料，降低染料损耗，提高染色后产品的综合品质。

3.4 疏水拒油功能棉纺织品的制备

3.4.1 疏水拒油功能棉纺织品

棉纺织品由于其柔软、舒适、透气等优点，广泛应用于日常生活和工业领域。然而，棉纤维上的羟基亲水基团使其具有极强的亲水性，导致在使用过程中容易吸湿并受到各种液体污染[3]。因此，如何有效提升棉纺织品的疏水拒油性能成为一项重要的研究课题。以十六烷基三甲基溴化铵为模板，正硅酸四乙酯为前驱体，尿素为催化剂，采用环己烷和正戊醇作为助溶剂，通过双相分层法制备出褶皱纤维状的纳米二氧化硅。将其与聚二甲基硅氧烷和固化剂通过高速机械搅拌形成混合分散液，从而提高棉纺织品表面粗糙度以及降低表面自由能。将棉织物浸渍于混合分散液中，取出后通过固化处理，使织物表面能够形成一层均匀的防水膜，提高织物的疏水性能、耐久性和稳定性，最终制备得到疏水拒油功能棉纺织品。

3.4.2 耐水洗疏水拒油功能棉纺织品

虽然疏水拒油功能棉纺织品能够有效抵抗液体污染，但在实际使用过程中，经过多次洗涤后，疏水拒油性能往往会显著下降，甚至完全失效。因此，为了增强棉纺织品的耐水洗性能，本研究引入了超疏水和纳米技术，从而在纤维表面构建更为稳定的疏水层[4]。具体而言，采用了三种不同粒径的亚微米级二氧化硅颗粒在棉织物表面构建类似荷叶表面的分级突起结构。随后，将这些粗糙的棉织物浸渍于含有3-氨基丙基三乙氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷、固化剂以及异佛尔酮二异氰酸酯的混合分散液中进行疏水处理。在高温固化过程中，通过交联反应在棉织物表面形成了强共价键，制备得到耐水洗疏水拒油功能棉纺织品[5]。具体的制备过程如图1所示：

3.4.3 耐摩擦耐水洗疏水拒油功能棉纺织

由于棉纺织品在日常使用中不可避免地会经历反复摩擦，尤其是在工业和户外应用环境中，摩擦会进一步削弱其表面功能涂层的稳定性。本研究引入了金属有机框架结构（ZIF-8），通过对棉织物表面构建微纳米级的粗糙结构来增强其耐磨性。具体过程为，首先将盐酸多巴胺加入3-羟甲基氨基甲烷-HCl缓冲液搅拌均匀，将棉织物浸渍于缓冲液中，经过搅拌和烘干处理后制备得到聚多巴胺包覆的棉织物。接下来，在棉织物表面原位生长ZIF-8晶体，构造出微纳米级交叉片状的粗糙结构，这种复杂的表面形态有效增强了棉织物的耐摩擦能力。随后进行疏水化处理，制备得到耐摩擦耐水洗疏水拒油功能棉纺织品。制备过程如下图所示：

4 项目成效分析

通过使用上述解决措施中的方法，开发有效提高水洗耐久性的疏水拒油功能棉纺织品，所开发的超疏水拒油功能棉纺织品完全满足了客户的加工要求：经防水防油防污整理后的面料的防水等级为100分，防油等级为7级，防污等级为5级；水洗10次后，防水等级依然为100分，防油等级为6级，防污等级为5级；水洗20次后，防水等级为95分，防油等级为5级，防污等级为5级；超疏水拒油整理后的面料耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度与整理前相差不大，其色牢度均达到4级及以上；抗起球性能提高半级，达到4级。本项目开发解决了功能纺织品耐水洗差的问题，为公司新增年销售额3000余万元、利润400余万元，取得了良好的经济和社会效益。相关成果获得了中国印染行业协会颁发的优秀面料奖二等奖，提高了公司在功能棉纺织品面料市场的占有率和知名度，将为企业的持续发展与市场拓展提供强有力的支撑。

5 结论

本研究开展超疏油功能棉织物关键技术的研发，使其耐水洗、色牢度和抗起球性能得到明显提高，达到行业领先水平。经多次水洗试验，其防水、防油及防污性能均达到较高水平，可满足市场对高性能功能性纺织品的要求。同时，该项目的研究成果不仅为企业创造了良好的经济效益，同时也提高了企业在行业中的影响力。展望未来，随着消费者对高质量、高性能纺织品的需求不断增加，公司应进一步加大研发投入，扩大抗菌、抗紫外等新功能面料的研发，促进产品多样化。同时，积极参与行业标准制定和优化，为企业持续发展提供强有力的技术支撑，增强市场竞争力。只有不断地创新，才能使公司在功能性纺织品市场上保持领先地位，并向更广阔的领域拓展。

参考文献：

[1] 张红阳，任煜，徐林，等.仿生超疏水织物的研究进展[J].纺织导报，2017，（09）：55-59.

[2] 廖晓凤.功能性超疏水织物的制备及其应用研究[D].华南理工大学，2019.

[3] 顾浩，韩杰，杨皓，等.防水整理剂的发展与应用现状[J].纺织导报，2019，（04）：20-22+24-26.

[4] 刘春增.基于纳米SiO2超疏水材料的制备与应用[D].山东农业大学，2019.

[5] 张明，王成毓，时君友.超疏水性织物的构建及其多功能性[J].科技导报，2016，34（19）：143-148.

作者简介：沈忠安，男，汉族，1972.11-，浙江湖州人，本科，工程师，研究方向：染整技术