什么是防水防污面料（一款神奇的面料配方）

随着人类生活水平的提高，传统纺织品已满足不了 人类对纺织品性能的更高要求。纺织品特殊性能的获得主要有两种途径：

一种是应用功能纤维或特种纤维，另一种是采用后整理的方法，即功能整理。功能整理是应 用一些具有特殊性能的整理剂对纺织品进行处理，使纺织品获得原来没有的性能。功能整理主要有气候适应整理（如温度条件、防水透湿、防水拒油）、接触舒适性整理（如柔软）、防护整理（如抗静电）和卫生保健整 理（如防污、抗菌）等，其中防水整理和柔软整理的市 场需求量较大，占功能整理的70%。有机氟丙烯酸酯聚合物可以把织物表面能降低到油、水、污渍不能浸润和穿透纤维的程度，因此在防水助剂中占据非常重要的地位。柔软剂则以聚硅氧烷类为主，可以赋予纤维丰满、 挺括、滑爽的手感。

由于消费者对织物具有防水和柔软等多重需求，在织物后整理过程中，常将防水剂与柔软剂复配使用，但经常出现防水剂的防水性能显著下降、柔软剂的柔软效果变差等问题。具体详见下表：

上表中的这种现象的出现可能与防水剂、柔软剂在面料表面的分布均匀度和氟元素、硅元素的数量分布有密切关系。但是，由于防水剂和柔软整理剂在整理织物表面的含量非常低，定量测试表征难度较大。因此，本文主要通过对防水剂与柔软剂混合成膜的表面接触角和特征 元素（氟、硅）进行表征，探究成膜均匀性、表面接触角、表面特征元素（氟、硅）含量与应用性能（防水、 柔软）的相关性。

1、防水剂与柔软剂混合成膜接触角测试及分析

当防水剂与柔软剂同浴整理时，将防水剂1和防水剂2分别与同种柔软剂S混合，在170 ℃下烘干成膜，通过DSA100测试膜表面接触角，结果如下图1所示。

从图1中可以看出，在170 ℃下成膜时，防水剂2与柔软剂S混合膜表面的接触角更大，防水 性能更好，这与生产实践中防水剂2与柔软剂S同浴时防水分数更高的结果一致。

2、防水剂与柔软剂混合成膜形貌和特征元素测试与分析

防水剂1和防水剂2分别与同一种柔软剂S混合，在 170 ℃下烘干成膜，通过电镜能谱一体机测试表面形貌和元素占比，结果如图 2、图 3 所示。

由图 2 可以看出，在相同放大倍数下，防水剂2与柔软剂S混合成膜的形貌更加均匀。这与两种防水剂的聚合物组成有关，防水剂1为含氟丙烯酸酯类共聚物，防水剂2为氟硅共聚物，防水剂2含有与柔软剂S相似的聚硅氧烷组分，两者亲和性更好，混合成膜均匀性更好。

该结果表明为了在防水剂与柔软剂同浴时获得较好的防水性能，需要使用与柔软剂有较好亲和性的防水剂。例如在与柔软剂S同浴时，可优先选择氟硅共聚类防水剂， 也可选择长链烷基较多的防水剂。

由于膜表面的氟含量与其防水性有关，硅含量与手感的柔软性有关，因此混合成膜表面的元素含量分析至关重要。

由图 3 可以看出，防水剂1与柔软剂S混合成膜后，膜表面的氟原子质量占比为12.12%，硅原子占比为 1.98%，而防水剂 2 与柔软剂S成膜表面的氟原子和硅原子占比相对更高，说明硅共聚类防水剂与柔软剂混合成膜表面的氟原子、硅原子更多，这可能是由于两者亲和性更好，没有形成单一相的连续微区，成膜更均匀，从而氟和硅等特征元素更易迁移到表面。而氟含量较高的防水剂，单独防水效果较好，但复配后防水效果可能下降较多，是因为氟、硅链段相互排斥，导致混合后成膜不均匀。

3、结论

本文针对防水剂与柔软剂同浴整理织物防水性能以及柔软手感下降的实际加工问题，研究了两种防水剂与柔软剂在170 ℃（与织物实际定形加工温度一致）下混合 成膜的各项性能，发现成膜均匀性、表面接触角、表面特征元素（氟、硅）含量与应用性能（防水、柔软）有 一定相关性。

总得来说就是，为了获得防水剂与柔软剂同浴加工时较好的防水性能，需要设计使用与柔软剂有较好亲和性的防水剂，当二者的亲和性能较好时，膜的均匀性更好，膜表面的氟原子、硅原子均占比更高，织物可显示出更好的防水性能和柔软手感。