紡織品防水劑的歷史

紡織品防水劑的歷史

19世紀初出現了用鋁皂和石蠟乳液的防水整理，這種防水劑防水性較好，但缺點是不耐洗滌。 1930年代出現了長碳鏈防水劑，這類防水劑能與纖維素大分子反應生成纖維素醚，具有良好且持久的防水性能。
1940年，美國Patnode公司發表專利，指出以二甲基二氯矽烷處理織物纖維後，織物具有良好的防水效果，但非氟防水劑在防水過程中會釋放出HCl氣體，對人體健康有害。
1945年，美國通用電氣公司的艾略特等人將織物纖維浸泡在鹼性水溶液中，加熱後與甲基矽醇鈉反應，所得織物具有良好的防水效果。
1947年，3M公司發明了PFOA（全氟辛酸，分子式：C8HO2F15）。
1950年代初，美國道康寧公司將氫化聚矽氧烷與聚二甲基矽氧烷（PDMS）結合在一起，處理後的織物不僅具有非常好的防水效果，而且手感也變得柔軟。
1951年，杜邦公司開始從3M公司購買PFOA，用於生產「特氟龍」。 C8防水劑不僅防水，還能防油，不影響紡織品的風格，開始成為防水劑的主流。後來，美國、日本等國對含氟防水劑的研究和應用也得到了進一步發展。
在1940年代，杜邦公司提出了一種複合式防水劑，但這類防水劑顏色呈現綠色，限制了它的使用範圍。 1940年代末，出現了有機矽防水劑。這類防水劑特別適用於各種合成纖維和羊毛織物，也可用於纖維素纖維織物。

禁止使用C8防水劑

C8防水劑的生產過程中會產生PFOA和PFOS兩種副產品，這兩種化學物質的危害性已逐漸被證實。

表 1 防水劑的合成工藝 家

不管電解法還是調聚法，C8防水劑添加到織物後都不可能使PFOA和PFOS含量低於1.0μg/m2，這就決定了C8防水劑必須淘汰。 2006年12月17日，歐洲議會和部長理事會共同發布了《限制全氟辛烷磺酸銷售和使用指令》（2006/122/EC）。 2006年，美國環保署（EPA）向杜邦等8家化學公司發出最後通牒，勒令停止使用製造特氟龍所需的核心成分全氟辛酸酯（PFOA）。與杜邦公司一起收到EPA命令的還有杜邦陶瓷公司、彈性體公司、日本旭硝子株式會社、瑞士汽巴精化公司和德國科萊恩公司等一群知名產業巨頭。

C6防水劑

C6防水劑主要成分為PFHS（甲基）丙烯酸全氟己基乙酯共聚物，不含PFOA和PFOS，是替代C8防水劑最理想的產品。然而，C6防水劑的碳鏈越短，其防水防油效果越差，要達到C8防水劑的效果，就需要增加用量和成本。目前也有很多服飾品牌不接受C6防水劑，只能使用無氟防水劑。

無氟防水劑

無氟防水劑可以完全不含PFOA和PFOS，也不含PFCS（全氟烷基化合物），受到越來越多品牌的認可。但與含氟防水劑相比，它們有兩個缺點：一是不防油；二是塗層牢度差，纖維易滑落。

防水劑的市場需求

碳六防水防污劑可賦予天然纖維、合成纖維及混紡織物優異的防水、防油、防污性能，尤其適用於聚酯及混紡織物的疏水、拒油、防污處理；耐水洗可達50次以上，且不會影響織物的風格及加工手感柔軟。完全滿足特種工業服裝、帳篷、箱包等有耐水洗要求的特殊防水領域的使用需求；出口歐美的布料符合相關標準，不含APEO、PFOA、PFOS等禁用物質。
目前，消費者對紡織品的性能要求越來越高，消費者越來越傾向於購買功能性紡織品，如具有優異防水效果的飛織運動鞋，具有防水、防寒、保暖等特性的衝鋒衣，快速吸收和排濕的速乾衣，以及抗菌防臭襪子等等。

為什麼需要防水防污？

聚酯纖維等合成纖維製成的紡織品疏水性強，易帶靜電。在日常使用過程中，紡織品容易積聚污垢，油性污垢也會牢牢附著在紡織品上，難以清除和清潔。因此，紡織品具有持久的防水性能和防靜電性能，在日常生活和一些特殊行業中至關重要。

防水劑的防水原理

目前紡織品防水市場主流的是碳八、碳六氟碳產品。這類防水劑的防水性能主要取決於其碳鏈的長度（也就是氟含量），碳鏈中嵌入的氟元素越多，碳鏈就越長。碳鏈越長，分子間的穩定性就越強。穩定性越強，抵抗外界水、油污的能力就越高。
隨著生活方式的改變、消費者意識的提升以及高端需求的提升，防水紡織品的需求日益增長，特別是在工作服領域，防水功能變得越來越重要。
市面上廣泛使用的防水劑有氟碳防水劑和無氟防水劑。雖然氟碳防水劑含有PFOA、POFS等對環境和人體健康有害的成分，但目前還沒有完全取代氟碳防水劑的產品。因此，目前氟碳防水整理劑仍是紡織品防水產業的「主流力量」。無氟防水整理劑是目前氟碳防水整理劑的替代品，雖然安全環保，但不具備防油防污的效果。有消息稱，2020年含氟碳的紡織品將被限制出口到歐盟等國家。那麼，無氟防水劑的生產和研發將會受到越來越多的關注。隨著研發技術的提升，無氟防水劑可能會成為完全取代氟碳防水整理劑的產品。
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