棉织物拨水拨油及多功能性加工之研究-昆山科技大学ePortfolio.DOC

棉織物撥水撥油及多功能性加工之研究 謝松煌、李軍豪、王泓玄 崑山科技大學高分子材料系 摘要 本研究係以撥水撥油劑、架橋劑及TiO2進行不同比例配製後對棉織物進行加工 ，經過浸漬、壓吸以及不同熱處溫度加工後，並進行FT-IR、EDS、SEM、及接觸角、撥水撥油性、抗菌、抗紫外線、強伸度、柔軟度等之檢測。由EDS分析加工布上含有Ti元素；由SEM觀察，加工棉織物上附有加工劑，加工棉織物具有撥水撥油性，但其耐水洗牢度差；加工物不具抗菌性及抗紫外線。加工物之強力比原胚大，伸度則反之；柔軟性比原胚差；熱處溫度似乎對強伸度及柔軟性影響不大。 關鍵字：撥水撥油性、接觸角、棉織物、抗菌性 一、前言 隨著工業科技的發展與生活品質之提升，人們對環境衛生及健康保健的意識抬頭，另外，對具有功能性之穿著品味更加重視。因此，研發具有抗菌、防臭、防水、防油、遠紅外線、抗靜電、抗紫外線等產品成為重要發展方向[1. 2]。 棉織物之撥水效果傳統上常利用醯基與纖維素的羥基間之酯化作用，賦予纖維疏水性而達到撥水效果[3]。學者W.Barthlott和C.Neinhuis[10,11]研究指出，欲藉水滴之滾落而去除平坦表面之污物時，則必須具有高度之接觸角，此種功能被稱為?自潔?(Self-cleaning)功能，而這種效應主要是藉著降低物體之表面張力和增加其表面粗糙度兩者組合而形成。學者J.N. Shiau和K.S. Huang[12]以氟碳聚合物和SiO2製成之混成物，以溶凝膠法對棉織物之撥水、撥油研究，獲得良好成果。目前在固體物之撥水撥油防污加工上，僅利用氟碳化物藥劑塗覆於固體表面，利用藥劑之特性而使固體具有撥水撥油之功能，其接觸角皆僅達到100°-115°，致無法顯示出極佳之雙疏功能。此種氟碳化物撥水劑對棉、毛纖維織物亦有一定之困難，必須借助交鏈劑之交鏈作用始有效果。 TiO2光觸媒經紫外線照射，因分解反應使空氣或用具擁有防污、抗菌等功能，將TiO2導入纖維或織物中，經由光催化可達到空氣淨化、殺菌或去除揮發性有機物質等功效[4,5]，當TiO2光觸媒材料為奈米級時，因表面積大、活性中心多、吸附力強等優點[6]，可更有效提升光分解效應。 綜觀上述之研究，利用氟碳化物與交鏈劑並混以奈米級之TiO2，對棉織物進行加工，使具有撥水撥油、抗菌、抗紫外線之多功能性，鮮有學者研究。因此，利用撥水撥油劑、TiO2之不同濃度及不同之熱處溫度，以探討對棉織物多功能性加工之可行性。 二、實驗 2-1 材料與藥品 1.棉織布(規格: 68×75 / 53×45) 2.架橋劑(FARAGENT FC，脂肪族異氰酸鹽聚合物，遠巧企業股份有限公司) 3.撥水撥油劑(UNIDYNE TG-523H，Perfluoroalkyl acrylate及Alkyl acrylate與PVC之共聚物，遠巧企業股份有限公司) 4.TiO2 (NTS-375，深圳市納諾科技公司) 5.異丙醇(Isopropanol Alcohol，IPA) 2-2 儀器設備 1.紅外線光譜分析儀(FT-IR，Bio-Red Digilab FTS-40，USA) 2.熱差重力分析儀(TGA，PerkinElmer，PYRIS 1) 3.電子顯微鏡(SEM，JSM 6700，Japan) 4.能量分散光譜分析儀(EDS，XL 40FEG，菲力浦，荷蘭) 5.壓吸機(Rapid Labortex，瑞比股份有限公司，Taiwan) 6.熱處機(Rapid Labortex，瑞比股份有限公司，Taiwan) 7.柔軟度儀(45°Cantilever) 8.抗菌設備 9.抗紫外線設備 10.接觸角測定器(FACE CA-D，KYOWA INTERFACE SCIENCE CO., LTD，日本) 11.撥水設備(AATCC Spray Tester) 12.撥油設備(Dropping bottles) 13.強伸度(HT-9102，弘達儀器公司) 14.電子天枰(Precisa XB 620M，Dietikon，Swiss) 15.烘箱 16.超音波震盪器(3510，BRANSON) 17.洗衣機(ES-951 SBF，聲寶股份有限公司，Taiwan) 2-3 實驗方法 1.實驗步驟 : 棉織物(已精練漂白處理)→TiO2∕撥水(油)劑溶液調製→TiO2∕撥水(油)劑 ∕架橋劑溶液調製→壓吸→熱處理→水洗、烘乾→各種檢測。 2.TiO2∕撥水(油)劑溶液製備 : 以0/4、1/3、2/2、3/1、4/0之TiO2∕撥水(油)劑之比例混參，最高濃度為8%，溶液比為1:10。 以超音波震盪器震盪60min。 3.TiO2∕撥水(油)劑∕架橋劑溶液製備 : a. 以1g之IPA加入9