纺织防水剂的历史

纺织防水剂的历史

19世纪初，出现了使用铝皂和石蜡乳液的防水涂料。这种防水剂具有良好的疏水性，但缺点是不耐洗涤。20世纪30年代，出现了长碳链防水剂。这类防水剂可以与纤维素大分子反应生成纤维素醚，具有良好且持久的防水性能。
1940年，美国帕特诺德公司获得了一项专利，声称用二甲基二氯硅烷处理织物纤维后，织物将具有良好的防水效果。然而，在无氟防水剂的防水过程中，会释放出氯化氢气体，这对人体健康有害。
1945年，美国通用电气公司的埃利奥特等人将织物纤维浸泡在碱性水溶液中，并用甲基硅烷醇钠加热。所得织物具有良好的防水效果。
1947 年，3M 公司发明了 PFOA（全氟辛酸，分子式：C8HO2F15）。
20世纪50年代初，美国道康宁公司将氢化聚硅氧烷与聚二甲基硅氧烷（PDMS）结合。经处理的织物不仅具有非常好的防水效果，而且触感柔软。
1951年，杜邦公司开始从3M公司采购全氟辛酸（PFOA）生产“特氟龙”。C8防水剂不仅防水，而且防油，不影响纺织品的样式，并开始成为主流防水剂。后来，美国和日本进一步发展了含氟防水剂的研究和应用。
20世纪40年代，杜邦公司曾提出一种复合防水剂，但这种防水剂呈绿色，因此应用范围有限。40年代末，硅酮防水剂问世。这种防水剂特别适用于各种合成纤维和羊毛织物，也可用于纤维素纤维织物。

禁止使用C8防水剂

C8 防水剂的生产过程中会产生两种副产品 PFOA 和 PFOS，这两种化学物质的危害性已逐渐得到证实。

表1 防水剂的合成过程 家

无论采用电解法还是端基化法，在织物中添加C8防水剂后，都无法将PFOA和PFOS的含量降至1.0 μg/m²以下，因此必须禁用C8防水剂。2006年12月17日，欧洲议会和部长理事会联合发布了《关于限制销售和使用全氟辛烷磺酸的指令》（2006/122/EC）。同年，美国环境保护署（EPA）向包括杜邦公司在内的八家化工企业发出最后通牒，要求其停止使用全氟辛酸（PFOA），PFOA是生产特氟龙的核心成分。除杜邦公司外，杜邦陶瓷公司也收到了EPA的命令。此外，日本的Elastomers Company、旭硝子株式会社、瑞士的汽巴特种化学品公司和德国的科莱恩公司等众多知名行业巨头也受到了同样的处罚。

C6防水剂

C6防水剂的主要成分是PFHS（甲基）丙烯酸酯类全氟己基乙酯共聚物，不含PFOA和PFOS，是替代C8防水剂的理想产品。然而，碳链越短，其防水防油效果越差。为了达到C8防水剂的效果，需要增加用量和成本。此外，许多服装品牌不接受C6防水剂，只接受无氟防水剂。

无氟防水剂

无氟防水剂完全不含PFOA和PFOS，也不含PFCS（全氟烷基化合物），并被越来越多的品牌所认可。然而，与含氟防水剂相比，它们有两个缺点：一是耐油性差；二是涂层牢度差，纤维容易滑移。

防水剂的市场需求

碳六烯防水防污剂可赋予天然纤维、合成纤维及混纺织物优异的防水、防油、防污性能。尤其适用于涤纶及混纺织物的疏水、防油、防污处理；耐洗次数可达50%以上，且不影响织物样式及加工手感柔软。完全满足特殊防水领域（如特种工业服装、帐篷、箱包等）对耐洗性能的特殊需求；出口欧美地区的织物符合APEO、PFOA、PFOS等禁用物质的相关标准。
目前，消费者对纺织品的性能要求越来越高，消费者越来越倾向于购买功能性纺织品，例如防水效果极佳的飞织运动鞋、具有防水、防寒、保暖等特性的夹克、能够快速吸收和排走水分的速干服装，以及抗菌防臭的袜子等。

为什么我们需要防水和防污？

由聚酯等合成纤维制成的纺织品具有很强的疏水性，且极易产生静电。它们在日常使用中容易沾染污垢，油性污垢尤其容易牢固地附着在纺织品上，难以清除。因此，纺织品在日常生活中以及某些特殊行业中，具备持久的防水性和抗静电性能至关重要。

防水剂的防水原理

目前，纺织品防水剂市场的主流是碳8和碳6氟碳产品。这类防水剂的防水性能主要取决于其碳链长度（即氟含量）。碳链中氟含量越高，氟元素越多，碳链越长。碳链越长，分子间的稳定性就越高。稳定性越强，其抵抗外部水渍和油渍的能力也越强。
由于生活方式的改变、消费者意识的提高以及高端需求的增长，防水纺织品的需求正在不断增长。尤其是在工作服领域，防水功能变得越来越重要。
目前市场上广泛使用的防水剂主要有含氟防水剂和无氟防水剂。虽然含氟防水剂含有PFOA、POFS等对环境和人体健康有害的成分，但目前尚无完全替代产品。因此，含氟防水整理剂目前仍是纺织防水行业的“主流”。无氟防水整理剂目前是含氟防水整理剂的替代品。虽然无氟防水整理剂安全环保，但不具备防油防污性能。有消息称，含氟纺织品将于2020年被限制出口到欧盟等国家。届时，无氟防水剂的生产和研发将受到越来越多的关注。随着研发技术的进步，无氟防水剂有望成为完全替代含氟防水整理剂的产品。
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