董振泉-工作总结

工作总结南通全技纺织涂层有限公司研究所董振泉个人邮箱：[e-mail]电话：题记——自2012年4月中旬入职以来已有近一个月的时间，这期间我的主要工作分为两部分：一是到公司的生产车间实习，以了解公司涂层面料的基本情况以及生产工艺流程；二是查阅与纺织涂层以及织物功能整理相关的技术文献，并结合自己在车间里的实习，以了解当前涂层面料的发展概况。经过这段时间的工作，并结合自己之前所掌握的知识，我对自己这段时间的工作做一次分析总结概括。帐篷作为一种临时居所，具有轻便、易携、防风、防雨等多种功能，在野外旅游、宿营等有广泛的用途。其历史可以追溯到8000年前，游牧民族以兽皮和植物枝条建成简易帐篷。这种悬挂在支柱上的结构存在了千百年，在此期间，材料由兽皮改为涂有天然防水剂(如桐油)的棉、麻等，再后来，随着时代的发展，帐篷用途的增加，人们对帐篷面料提出了更多的要求，人们不仅要求帐篷面料具有防风防雨等基本功能，甚至要求帐篷面料具有良好的耐气候、阻燃、韧性强、轻薄化、防蚊、成本低等新特点。目前，一般的帐篷面料多采用尼龙和涤纶长丝涂层织物，也有少量的其它织物，如棉织物。在诸多种类的尼龙和涤纶长丝织物中，平纹织物较斜纹织物、缎纹织物、针织物交织点多、纱线屈曲点多，织物坚牢、耐磨、平整、价格便宜而成为应用最广的帐篷面料，我猜想，也正因此，目前我们公司生产的帐篷面料几乎全部是平纹织物。帐篷材料作为柔性的纺织材料必须依靠与一定的支撑构架才能组合成立体，而支架的支撑作用也导致帐篷面料受力不均匀，再加上帐篷在使用过程中要承受风、雨、雪等作用，尽管受到这些外力，仍要求帐篷面料保持原有的形状，不轻易产生变形，因此客观上要求帐篷面料具有较高的抗拉强度。一般说来，经过多工序的加工，蓬用涂层面料容易产生抗拉强度的不均匀，而实际使用中又不允许其抗拉强度有较大差异，据资料显示，实际生产中，涂层织物的抗拉强度变化系数应控制在10%以下为宜。受力不均匀的面料在因外力作用而发生撕裂后，容易因为应力集中现象而使空洞向四周扩展，形成大的结构撕裂。当张力大时，既要要求涂层织物抗拉强度高，也要要求其具有较高的撕裂强度。织物涂层后，尤其是结构较紧密的织物涂层后，涂层剂的粘结使织物纱线相互滑移困难，撕裂强度显著降低，因此蓬用涂层面料在加工过程中应注意其撕裂强度的变化。帐篷的一个显著作用是防水作用，即便是经受较大的水压，帐篷面料仍不渗水。衡量面料渗水性的一个重要指标是静水压。帐篷面料在使用过程中由于受力的不均匀而会发生形变，发生形变的涂层面料上的皮膜虽然一般不会发生破裂，但仍会变薄，就如膨大的气球壁会变薄一样。而皮膜的变薄会导致织物乃耐静水压的显著降低。因此，要求蓬用涂层面料在经受外力作用时形变尽可能小。篷用涂层织物多数使用在户外，要经受风吹、雨打、日晒，其耐紫外线和耐气候性是很重要的。涤纶织物和尼龙织物都具有较高的强力和耐磨性，然而尼龙织物，富有弹性，初始模量低，在受外力作用使容易发生形变而导致静水压下降较多，而涤纶织物除了具有较好的耐磨性外，其初始模量也较高，尺寸稳定性好，更有利于使涂层面料的静水压维持在较高的水准，同时涤纶织物的耐气候性、耐紫外线性、成本等均较尼龙低。据此，综合蓬用涂层面料抗拉伸强度变化系数、撕裂强力、形变与静水压、耐气候性的要求以及尼龙和涤纶本身的特性，涤纶更适合作为蓬用涂层面料，我想，这也是我们公司的蓬用面料订单主要是涤纶的原因。帐篷必须能完全阻止水的渗透，即使在暴风雨下也可以，对面料进行拒水整理可以有效地防止水的渗透，通常采用双面浸轧或者单面淋喷两种方式进行拒水整理。然而经过拒水整理的织物纱线之间仍存在有较多的结构空隙，这些空隙的尺寸远远大于小水滴的尺寸，因此仅仅经过拒水整理的织物仍不能完全阻止水的渗透，也即其耐静水压比较低。在织物表面涂上一层高聚物薄膜，使高聚物填充织物纱线间的空隙，则可以显著提高织物的耐静水压。早在两千多年前，中国人民将生漆、桐油等天然化合物涂于织物表面，用以制作防雨布就是源于这样一种道理。然而若单纯地对织物进行涂层整理而不进行拒水整理，则当面料遇水后，面料被润湿，与基布紧密结合的涂层也将接触水，与水接触后，涂层有可能会发生水解，即使不水解，其耐水压也会降低。因此，帐篷面料一般都需要经过拒水和涂层整理。目前可用于织物涂层的涂层剂很多，按化学结构主要分为聚丙烯酸酯类(PA)、聚氨醋类(PU)、聚氯乙烯类(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)，有机硅类等等，各种涂层剂的特点如下：(1)聚丙烯酸酯类涂层剂(简称PA)PA是目前常用的涂层胶之一，一般由硬组分(聚丙烯酸甲酯)和软组分(聚丙烯酸丁酯)共聚而成，聚丙烯酸酯涂层胶的主要单体有丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等，为了提高其成膜防水性，有时反应单体中也包含丙烯酰胺和丙烯晴。PA的优点是价格低，成膜和耐水解性高，通过调节软和硬单体的配比可得到不同软硬度的涂层剂，另外在分子链中引入反应性基团可制得交联型涂层剂；不易泛黄，透明度、共容性好，有利于生产有色涂层产品；耐洗性好，粘着力强，成本低。其缺点是固化温度高，能耗大；弹性差，易褶皱；表面光洁度差；耐低温型欠佳，遇冷易变硬，乃静水压不高，手感难以调解适度。聚丙烯酸酯涂层剂可分为防水型PA涂层剂、防水透湿型PA涂层剂和多功能涂层剂。(2)聚氨酯涂层胶(简称PU)聚氨酯全称为聚氨酯甲酸酯，其分子结构中含有强极性硬链段—NHCOO—和弱极性软链段(脂肪链段和醚链段)，聚氨酯涂层剂是当今发展的主要种类，其优点有较多的弱极性柔性链段赋予涂层膜柔软并富有弹性，而极性较强的硬链段赋予膜较高的强度，成膜性好，可形成很薄的膜，耐磨，耐湿、耐干洗。其不足在于成本高，耐气候性差，在碱性湿热环境下易水解，芳香族异氰酸酯系聚氨酯易黄变，尤其在高温环境下黄变严重。我们公司所用到的聚氨酯涂层剂为溶剂双组份型，这种涂层胶由预聚物和交联剂组成，预聚物是将异氰酸酯与低聚多元醇反应生成的末端为羟基的物质。交联剂则是含有多个(三个以上)异氰酸酯基的化合物。在涂层整理时，预聚物与交联剂反应，形成热固性网状薄膜，赋予纺织品优良的性能。(3)聚氯乙烯(简称PVC)聚氯乙烯涂层剂价格低廉，原料易得，有优良的综合性能，在增塑剂含量高时，它表现出高伸长率、柔软性、良好的手感和耐磨性，当增塑剂含量减少时，它的柔软性和伸长率的都下降，而硬度、拉伸强度和耐磨性增大。它无毒，耐气候，耐酸、碱性好，绝缘性好，易染成各种颜色，也可以制成透明无色的制品，且耐磨和起屏蔽作用。其缺点是，如涂层老化和长时间使用过程中可能会有增塑剂渗出，这样表面容易念积尘埃，影响外观质量，此外，涂敷量过多，聚氯乙烯易渗入织物组织内部使织物变硬，此外涂层织物不耐干洗和溶剂，不透气排湿，低温时僵硬。故主要用作人造革，生产箱包、鞋帽、雨衣等，又可以制作地板革，汽车内部装饰料、帐篷和盖布等中低档产品。(4)聚四氟乙烯(简称PTFE)聚四氟乙烯是集防水、拒油、防污三种功能于一体的树脂，它耐热、耐氧化、耐气候性好，不霉变，弹性好，无粘搭现象，是一种理想的涂层剂，但是价格非常高，这限制了它的使用。(5)有机硅(聚硅氧烷)类涂层胶有机硅类涂层整理剂发展与20世纪70年代，其主要是由具有活性基团的聚硅氧烷弹性体组成，在金属盐或有机酸盐的作用下可以进行交联反应，其中金属盐或有机酸盐起催化交联作用。采用不同的聚硅氧烷弹性体和不同的催化剂对织物做涂层整理能使涂层纺织品具有不同的性能和风格。一般上用有机硅涂层的织物拒水性、透气性、耐热性、耐气候性良好，并且兼具良好的抗张强度、良好的撕破强力、断裂强力，这是其他中类的涂层剂所不及的。但是有机硅涂层剂目前还存在着价格高、硅胶粘留设备不易清理等问题。这类涂层剂很值得以后继续深入研究。对织物进行涂层整理以赋予织物优良的静水压和别具一格的手感和风格也属于织物表面改性范畴。按涂层形式分有直接涂层、转移涂层等形式。直接涂层：是将涂层剂直接施加在织物上的一种工艺。施加的涂层剂可以是溶剂型的，也可以是乳液、乳液泡沫体、增塑糊和有机溶剂稀释的增塑糊等。制成的涂层织物可用于服装面料、装饰织物、产业用织物。转移涂层：是将涂层剂涂在片状载体(离型纸或钢带)上使它形成连续的、均匀的薄膜，然后再在薄膜上涂上粘结剂，和织物(或起毛织物)叠合，经过烘干和固化，把载体剥离，涂层剂(包括粘结层)膜就会从载体上转移到织物上，膜的表面也就带有离型纸的花纹。转移涂层主要用在制造聚氯乙烯人造革、聚氨酯人造革和防水透湿人造革等。按涂层的方法分有干法涂层与湿法涂层。干法涂层：涂层剂用溶剂稀释后，均匀的涂在织物上，然后加热使溶剂汽化蒸发，涂层剂在织物表面形成坚韧的薄膜。干法涂层主要是加热除去树脂溶液中的溶剂而使树脂固化成膜，但当具备较强的透气性时，则孔隙变大，难以达到防水效果。湿法涂层：此法最早由美国杜邦公司研制成功，该法利用聚氨酯能溶于DMF有机溶剂而不溶于水的特性。由于聚氨酯不溶于水，将溶于DMF的聚氨酯涂层液涂敷到织物上，放置于水中。而DMF与水可以互溶，使得水与聚氨酯内的DMF换，通过双向扩散，水不断从树脂溶液中萃取出溶剂DMF使其进入水相，发生置水则进入聚氨酯涂层膜口使聚氨酯发生凝固而形成皮膜，并在皮膜中形成大量相互贯通的指状或蜂窝状多孔结构，孔隙直径在0.5~2μm之间。用湿法涂层的织物有优良的防水性、拒水性、透湿性和柔软风格，可用于制作激烈运动量和恶劣气象条件中穿着的滑雪衫、登山服、海上工作服等。1.产品涂层工艺目前，我们公司的主要产品有涤纶防水织物，涤纶单面涂层织物，涤纶单面涂色涂层织物，涤纶双面涂色涂层织物，纯棉双面涂层织物，同时公司也生产锦纶涂层织物，其涂层产品种类与涤纶涂层产品相似。公司所有的产品均采用直接干法涂层生产工艺，以涤纶涂层织物和纯棉涂层织物为例，说明涂层产品生产工艺流程。1.1涤纶防水织物生产工艺流程及配方生产工艺流程：织物→备布→(酸洗去碱)→(烘干，100~120℃)→浸轧防水剂→焙烘→冷却落布酸洗去碱配方：在自来水中加入1~2%的冰醋酸，使溶液的pH约为3~4防水剂配方：防水剂2.5~3.6%催化剂H2SO4250g柠檬酸调整整理液pH至6左右阻燃剂0或140g/L酸洗去碱：这一工序主要针对于从织厂运来的只进行过前处理而未进行过染色和后整理过的涤纶织物，染色和后整理的涤纶织物不需要这一工序。涤纶织物纺丝制造过程中引入的油剂、蜡状物质、聚丙烯酸酯浆料等需要用碱加洗涤剂除去。前处理后的涤纶织物，织物上油剂及浆料往往已经被处理干净，但是织物上往往会残留少量的碱以及水分。在防水整理过程中的防水整理液是一个酸性环境，若在防水整理前不将碱剂去除，势必会影响织物防水整理效果，同时，织物上残留的过多水分也会使防水剂浓度逐渐降低，导致整理织物防水效果不均匀。因此在涤纶防水整理前，应先对织物进行干燥和去碱处理。冰醋酸成本低，酸性弱，可以有效地中和碱剂但又不会对涤纶织物造成损伤，在高温下也不会引起织物黄变，因此冰醋酸是一种有效的碱去除剂。酸洗后烘干：酸洗之后的烘干工序主要是为了降低织物上的水分含量，以避免后期织物在浸轧整理液时织物上的水分与整理液交换而使整理液浓度不稳定。这一步骤不需要顺带对织物进行定型处理，因此温度较低。但是温度也不能过低，否则生产效率较低，一般情况下，将这一工序的温度控制为100~120℃，车速根据织物的厚薄情况而定。防水整理液：采用C8有机氟防水整理剂，这类整理剂的主要成分是有丙烯酸全氟代辛酸酯参与聚合的丙烯酸树脂，树脂本身对涤纶反应性较小，其主要依靠树脂与纤维间的氢键作用、范德华力作用以及分子间的相互缠绕作用而吸附在织物纤维上。仅依靠这种作用，防水剂难以在织物上获得较高的亲和牢度。因此，工业上所用到的防水剂一般都添加有交联剂，借助于交联剂自身、交联剂与树脂、交联剂与纤维间的交联成膜作用而将防水剂树脂束缚在织物上，并使整理织物获得较好的耐洗牢度。目前工业上常用的交联剂为氮羟甲基型交联剂，这种交联剂中又数三聚氰胺甲醛树脂型交联剂用量最大。三聚氰胺甲醛树脂价格低，反应性基团多，低温稳定，不仅适用于涤