[发明专利]一种利用氟碳表面活性剂提高纤维制品脱水效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用氟碳表面活性剂提高纤维制品脱水效率的方法；具体是一种利用氟碳表面活性剂降低纤维制品在脱水干燥过程中的能耗的方法，属于表面活性剂化学领域和轻工节能减排领域。

背景技术

随着中国经济发展方式的转变，以牺牲环境为代价加快经济发展的时代已渐渐远去，而“节能减排”是我国调整经济结构、实现经济发展方式转变的重要突破口。一般来说，轻工行业尤其是染整环节的能耗非常巨大，且大部分用于水洗、烘燥以及热处理。因此，减少在纺织染整工业中脱水干燥的能耗意义重大。

目前从总体看来，提高纤维脱水效率基本从脱水干燥机器的改进以及烘燥过程的优化着手，或是从纤维材料方面着手（如开发吸湿快干纤维等）来提高纤维的干燥效率。这些方法都局限于物理、机械、热力学等学科，且至今，相关的理论研究已非常系统和深入，并在实际生产中得到了较好的成果和广泛的应用，继续深入的空间已十分有限。因此人们开始试图开辟新的路径去实现节能目标。

棉纤维为亲水性纤维，浸湿后纤维中的水分包含两种，一种是与纤维素分子之间形成化学键而被称作结合水，这部分水在烘干时不易蒸发也不易被离心脱水甩出；另一种是自由水，这部分水只是简单地吸附或游离在纤维的表面和大分子间隙中，主要包括流动水和毛细管水。它们只是吸附在纤维表面，不与纤维分子发生作用，较容易去除；因此在进行烘燥前的脱水过程中，脱去的主要就是纤维中自由水。

织物（此公式讲的是织物）在经离心脱水后所含的带液率（Water Retention）可用以下公式简单计算：

WaterRetention=Aγcosθgh(μρ)1/2]]>

式中：γ–液体表面张力；ρ–纤维密度；θ–水与织物表面的接触角；g–离心脱水速度；μ–纤维线密度；h–织物总厚度；Α–常数。

式中的Α是与具体织物相关的特性常数；对于给定的织物以及洗涤脱水条件，离心脱水速度（g）、纤维线密度（μ）、纤维密度（ρ)以及织物平行于离心脱水机外缘的总厚度（h)均为确定值，则织物脱水后的水分保有率主要与水的表面张力（γ）和水与织物表面的接触角（θ）相关。因此，织物的脱水效率主要与纤维和水的表面/界面性质有关，水的表面张力（γ）越小、织物与水的界面接触角（θ）越大（当θ＜90°时），离心脱水后的保水率越低。

D.O.Sha等人研究了水的性质及纤维的种类对织物脱水效率的影响，他们发现，随着溶液表面张力的降低，织物脱水后所带残余液体（水分）也降低，不同类型织物脱水后带液率也不尽相同。利用十二烷基苯磺酸钠等表面活性剂可提高织物脱水效率（相对纯水可提高5%左右）。吸湿性较好的织物由于其保湿型较高而相对较难脱去。除此之外，织物表面性质的不同也将导致其脱水效率的不同，浙江理工大学的刘今强等人研究织物经不同浓度的拒水剂和柔软剂处理后，织物的脱水效率以及干燥速率等均有相应提高，利用有机硅表面活性剂BD3078可提高脱水效率（相对纯水可提高15%左右）。

但现有技术缺乏对脱水实验方法的优化，以及对水的表面张力和纤维制品的表面能两方面因素对脱水效率综合影响的考察。以至于脱水效率相对较低，且表面活性剂的用量也相对较高。本发明从化学的角度，采用氟碳表面活性剂作为添加剂，研究脱水时液体的表面张力及织物的实时表面能两者间的共同作用，以达到提高纤维制品脱水效率的目的。

发明内容

针对提高织物脱水效率的现有技术所存在的问题，本发明基于表面活性剂化学原理，研究提高纤维制品脱水效率，为克服现有技术的不足，提供一种利用氟碳表面活性剂提高纤维制品脱水效率的方法，该方法既能有效降低水的表面张力，又能降低织物在水中的表面能，两者的共同作用更能有效提高脱水效率；具有操作简单，表面活性剂用量低，脱水效率高的特点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：