紡織防水劑的歷史

紡織防水劑的歷史

19世紀初，出現了使用鋁皂和石蠟乳液的防水塗料。這種防水劑具有良好的疏水性，但缺點是不耐洗滌。 1930年代，出現了長碳鏈防水劑。這類防水劑可以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，美國帕特諾德公司獲得了一項專利，聲稱用二甲基二氯矽烷處理織物纖維後，織物將具有良好的防水效果。然而，在無氟防水劑的防水過程中，會釋放出氯化氫氣體，對人體健康有害。
1945年，美國通用電氣公司的艾利歐特等人將織物纖維浸泡在鹼性水溶液中，並以甲基矽烷醇鈉加熱。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。經過處理的織物不僅具有非常好的防水效果，而且觸感柔軟。
1951年，杜邦公司開始從3M公司採購全氟辛酸（PFOA）生產「特氟龍」。 C8防水劑不僅防水，而且防油，不影響紡織品的樣式，並開始成為主流防水劑。後來，美國和日本進一步發展了含氟防水劑的研究和應用。
在1940年代，杜邦公司曾提出一種複合式防水劑，但這種防水劑呈現綠色，因此應用範圍有限。 40年代末，矽酮防水劑問世。這種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兩種副產品 PFOA 和 PFOS，這兩種化學物質的危害性已逐漸得到證實。

表1 防水劑的合成過程 家

無論採用電解法或端基化法，在織物中添加C8防水劑後，都無法將PFOA和PFOS的含量降至1.0 μg/m²以下，因此必須停用C8防水劑。 2006年12月17日，歐洲議會和部長理事會共同發布了《關於限制銷售和使用全氟辛烷磺酸的指令》（2006/122/EC）。同年，美國環保署（EPA）向包括杜邦公司在內的八家化學公司發出最後通牒，要求其停止使用全氟辛酸（PFOA），PFOA是生產特氟龍的核心成分。除了杜邦公司外，杜邦陶瓷公司也收到EPA的命令。此外，日本的Elastomers Company、旭硝子株式會社、瑞士的汽巴特種化學品公司和德國的科萊恩公司等眾多知名產業巨頭也受到了同樣的處罰。

C6防水劑

C6防水劑的主要成分是PFHS（甲基）丙烯酸酯類全氟己基乙酯共聚物，不含PFOA和PFOS，是取代C8防水劑的理想產品。然而，碳鏈越短，其防水防油效果越差。為了達到C8防水劑的效果，需要增加用量和成本。此外，許多服裝品牌不接受C6防水劑，只接受無氟防水劑。

無氟防水劑

無氟防水劑完全不含PFOA和PFOS，也不含PFCS（全氟烷基化合物），並被越來越多的品牌所認可。然而，與含氟防水劑相比，它們有兩個缺點：一是耐油性差；二是塗層牢度差，纖維容易滑移。

防水劑的市場需求

碳六烯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、防油、防污處理；耐洗次數可達50%以上，且不影響織物樣式及加工手感柔軟。完全滿足特殊防水領域（如特種工業服裝、帳篷、箱包等）對耐洗性能的特殊需求；出口歐美地區的織物符合APEO、PFOA、PFOS等禁用物質的相關標準。
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，例如防水效果極佳的飛織運動鞋、具有防水、防寒、保暖等特性的夾克、能夠快速吸收和排走水分的速乾服裝，以及抗菌防臭的襪子等。

為什麼我們需要防水防污？

由聚酯等合成纖維製成的紡織品具有很強的疏水性，且極易產生靜電。它們在日常使用中容易沾染污垢，油性污垢尤其容易牢固地附著在紡織品上，難以清除。因此，紡織品在日常生活中以及某些特殊行業中，具備持久的防水性和抗靜電性能至關重要。

防水劑的防水原理

目前，紡織品防水劑市場的主流是碳8和碳6氟碳產品。這類防水劑的防水性能主要取決於其碳鏈長度（即氟含量）。碳鏈中氟含量越高，氟元素越多，碳鏈越長。碳鏈越長，分子間的穩定性就越高。穩定性越強，其抵抗外部水漬和油漬的能力越強。
由於生活方式的改變、消費者意識的提高以及高端需求的增長，防水紡織品的需求正在不斷增長。尤其是在工作服領域，防水功能變得越來越重要。
目前市面上廣泛使用的防水劑主要有含氟防水劑和無氟防水劑。雖然含氟防水劑含有PFOA、POFS等對環境和人體健康有害的成分，但目前尚無完全取代產品。因此，含氟防水整理劑目前仍是紡織防水產業的「主流」。無氟防水整理劑目前是含氟防水整理劑的替代品。雖然無氟防水整理劑安全環保，但不具防油防污性能。有消息稱，含氟紡織品將於2020年被限制出口到歐盟等國家。屆時，無氟防水劑的生產和研發將受到越來越多的關注。隨著研發技術的進步，無氟防水劑可望成為完全取代含氟防水整理劑的產品。
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