前言
亚麻织物以其吸湿、透气的优良性能和古朴、自然的风格，深受消费者的喜爱。由于亚麻是束状纤维素纤维，弹性回复性差，易产生折皱而影响了其服用性能，所以，藉抗皱整理剂对亚麻织物进行免烫整理，以改善其性能。
目前免烫整理使用的整理剂大多为N-羟甲基酰胺类化合物(如2D树脂)，这类整理剂虽具有很好的耐久免烫效果，但在整理加工和穿着过程中会释放出甲醛。BTCA(1，2，3，4一丁烷四羧酸)被认为是诸多无甲醛免烫整理剂中效果最好的一个，对纯棉织物处理后，无论DP级、白度、耐洗牢度、断裂强力保留率等指标都比较满意。本文旨在探讨将BTCA用于亚麻织物进行免烫整理的工作液配方和工艺条件。
2试验部分
2．1材料
28s*28。240*24O亚麻漂白织物
2．2助剂
DPH无甲醛整理剂(主要组分BTCA类多羧酸化合物，白色固体，不含甲醛)，催化剂SlIP(次亚磷酸钠)柔软剂S-690(氨基有机硅)(以上助剂均由北京洁而爽高科技有限公司提供)。
2．3仪器及设备
YG541织物折皱弹性仪，YG026织物强力测试仪，焙烘箱，小轧车，702-3型电热风鼓风箱。
2．4工艺流程
水洗烘干一织物(pH值6～7)→浸轧整理液(二浸二轧，室温，轧余率85%～90%)→预烘→焙烘→水洗→成品。
3试验结果与讨论
3．1整理剂用量
分别选用不同浓度的DPH对织物进行整理，整理后织物回复角、断裂强力保留率的变化趋势(见表1)。

亚麻织物的纤维素含量低，且取向度较高，使得可供整理剂分子进入并与纤维素分子发生交联反应的空间少。由表1可看出，当DPH用量较少时，整理剂中酸酐不足，酯化反应不充分，整理后折皱回复性不好;整理剂用量过大，纤维素分子不能提供足够的羟基参加反应，而且由于交联作用造成应力集中，强力下降过大，影响服用性能。综合考虑，整理剂用量可选用80g／L，此时折皱回复角和断强保留率均较佳。
3．2工艺条件的确定
以DP增白剂H整理剂80g／L为基准进行正交试验(见表2-4)，分析不同的整理条件对织物性能的影响，并获取最佳整理工艺。

3．2．1催化剂用量
催化剂的作用是在高温焙烘时，使整理剂能迅速均匀地与纤维进行交联。由表4可看出，随催化剂用量增多，整理剂酯化程度提高，折皱回复角增加;但用量过高易引起整理剂和纤维的水解，且由于亚麻纤维超分子结构的规整性高，纤维素含量低，所生成的交联键分布不均匀，导致织物回复角下降，强力损失极大。
因此，SHP用量应控制在60L左右。
3．2．2预烘温度
预烘温度对回弹性和强力均有影响。由于亚麻类织物大多用于夏季服装，一般都较轻薄，吸湿率不高，所以树脂整理液易浮于织物表面。如果预烘温度过高，整理剂容易泳移形成表面树脂，影响织物与整理剂的交联反应，降低回弹性;而温度过低，则烘干效果不佳，含湿过高，也会影响焙烘时的交联反应。预烘温度以80℃较适宜。
3．2．3焙烘温度和时间
随着焙烘温度的升高或焙烘时间的延长，织物折皱回复角增大。其原因在于温度越高，BTCA与纤维素纤维发生酯化反应的程度越大;时间越长，酯化反应发生的交联越多，抗皱效果越好。由于亚麻纤维不耐高温，在较高焙烘温度或较长焙烘时间下会使纤维内部失去水分，纤维变脆，且水解程度加剧，强力降低严重。所以，焙烘温度应控制在l50℃=左右，时间3min。

3．3其它影响因素
3．3．1柔软剂
经免烫整理的织物手感一般会变得比较粗糙，为改善手感可加入柔软剂。实践证明，氨基有机硅与BTCA整理剂的配伍效果好，用量为20L时即对提高织物手感和弹性有很好的作用。
3．3．2布面pH值
由于所使用的DPH整理剂(BTCA多元羧酸)及催化剂SHP(次亚磷酸钠)均为酸性，如果布面呈酸性，在整理过程中会加剧纤维的降解，而呈碱性又会使交联作用受到影响，因此织物在免烫整理之前必须充分水洗，使布面pH值为6～7呈中性。
3．3．3轧余率
为使整理液均匀分布于纤维内部并与之反应，需经二浸二轧。轧余率过高，预烘时易发生泳移，产生大量表面树脂，增加成本和烘燥设备的负担;过低，轧辊压力太大，影响织物手感。根据工作液浓度和亚麻免烫织物的要求，轧余率一般在85%～90%较合适。
3．4试样对比
经过以上分析，选择最佳工艺对亚麻织物进行免烫整理，整理液(DPH80g／L、SHP60g／L、S-96020L)，预烘80℃*2min，焙烘150℃*3min，浴比1：50。织物整理前后的性能对比如表5。
由表5可知，按优化工艺整理后的织物，防皱效果明显改善，织物的强力保留率在合理的范围内，耐洗效果较好，而且整理后的织物无泛黄现象，手感较柔软。

4结论
4．1采用BTCA多元羧酸对亚麻织物进行免烫整理，在整理及使用过程中无甲醛释放，折皱回复角明显提高，且整理剂配制简单，工艺安全，是一种可行的新型绿色整理工艺。
4．2亚麻织物具有较高的结晶度和取向度，使得可供整理剂分子进入并与之发生交联反应的空间少，免烫整理后抗皱作用主要在纤维晶区之间及分子键之间，靠整理剂与纤维分子上的部分反应性基团形成具有较高内能的交联键取代原来低能量的氢键，增加了纤维大分子键及结构单元间的回弹性而得以实现。
4．3亚麻织物免烫整理过程中的强力损失由两部分组成：一部分是由交联所引起的，在使用过程中会随免烫效果变差而有所恢复;另一部分是由纤维在酸性和高温条件下降解引起的，不可恢复。因此，必须合理选择工艺，在达到免烫效果的条件下，尽量减少强力的损失。
4．4运用正交试验，确定的亚麻织物BTCA免烫整理的最优工艺为：DPH80g／L，SHP60g／L，S-9602Og／L，预烘8O℃*2min，焙烘150℃*3min，浴比1：50。
环境友好型织物柔软剂的研制
在表面活性剂类柔软剂中，阳离子柔软剂用于纺织品后整理具有优良柔软效果，同时兼有抗静电性，但是阳离子柔软剂易使织物泛黄，对皮肤有一定的刺激性，生物降解性差。因此，随着世界“绿色运动”的开展，常用柔软剂象双十八烷基二甲基氯化铵(DSDMAC)在许多家象德国和荷兰被率先停止使用，三乙醇胺脂肪酸酯季铵盐就是由于其优良的柔软性、抗静电性、再润湿性及生物降解眭而成为DSDMAC的首选替代品种。在欧洲，前几年酯胺占织物柔软剂市场份额的87%。在此基础上如果考虑在其分子结构上引人阴离子基团，使之成为两性表面浯眭剂，使其保留酯胺季铵盐优点的同时，不仅具有阳离子的特眭，同时具有阴离子的特性，从而改进阳离子柔软剂缺点。为此实验设计了新型两眭甜菜碱柔软剂三乙醇胺脂肪酸酯甜菜碱的合成。
天然甜菜碱即三甲基铵乙内酯[(cH)N+CHCOO-]，存在于许多植物中，因从甜菜碱分离出来，故名甜菜碱。作为柔软剂的甜菜碱型表面活性剂是甜菜碱的同系物，属于两性表面活性剂，随溶液pH值的变化呈现阴离子或阳离子性质，因其性能温和，对皮肤眼睛的刺激小，易于生物降解，并具有良好的柔软、洗涤、稳泡、调理等作用而日益受到重视。因此，开发性能优良，成本适宜的新甜菜碱柔软剂将会受到欢迎。

该产品通过两步反应合成：(1)以硬脂酸和三乙醇胺反应生成三乙醇胺硬脂酸酯，增白剂控制反应物的摩尔比，使生成物主要为双酯;(2)由(1)的生成物与季铵化试剂一氯乙酸钠反应，生成三乙醇胺脂肪酸酯甜菜碱，即为最终产品。

1实验部分
1．1合成原理
1．1．1酯化反应


酯化反应主要生成(I)、(Ⅱ)、(Ⅲ)j种产物，其中(Ⅱ)为主产物，也是本文最想获得的产物。
1．1.2季铵化反应

1.2合成用原料
硬脂酸(分析纯);乙醇胺(分析纯);对甲苯磺酸(分析纯);一氯乙酸钠(分析纯);甲苯(分析纯);氢氧化钠(分析纯1。
1．3合成工艺
1．3．1一乙醇胺脂肪酸酯的合成
在四口烧瓶中按一定摩尔比加入硬脂酸和三乙醇胺，以甲苯作溶剂和携水剂，反应过程中通入氮气保护，以防反应物被氧化炭化，通入回流冷凝水，等四口烧瓶中反应物全部熔融，加入对甲苯磺酸作催化剂，在13OcC～l75℃酯化脱水数小时，反应过程中测反应液酸值跟踪观察反应进程，当酸值合格后降温，减压蒸馏除去甲苯，得到乳白色或淡黄色体物质，即为中间体。在加热使中间体熔融的状态下，用水洗去未反应的三乙醇胺，而溶于水的三乙醇胺显碱性又能中和一部分脂肪酸，从而达到粗提纯的目的。
1．3．2三乙醇胺脂肪酸酯甜菜碱的合成
按氯乙酸与酯化反应中二乙醇胺量摩尔比1：l称取氯乙酸用NaOH(15%)溶液中和和到pH值为7～8，然后到人盛有中间体的三口瓶中，加适量水，开动搅拌，升温到70℃打开回流水。逐渐向里滴加氯乙酸钠，并控制瓶内反应温度70℃～8O℃，保持4～6小时，即可出料。之后，在加热熔融的状态下，用水洗去未反应的氯乙酸钠和生成的氯化钠。
1．4产品结构表征
1．4．1两性离子的鉴定
(1)酸性溴酚蓝法现象为：氯仿层为黄色，上层为兀色透明，两性表面活性剂在酸性气氛具有阳离子I生质，因此与溴酚蓝结合而转移到氯仿层，说明产品在酸性条件下有阳离子性质。
(2)碱性亚甲基蓝法现象为：氯仿层呈现蓝紫色，上层为蓝色，两性表面活性剂在碱性条件下与亚甲基蓝络合后移至氯仿层显示蓝紫色。说明产品在碱性条件下显示阴离子性。
综上所述，合成的产品为一种两性表面活性剂。
1．4.2甜菜碱的红外谱图

以上的一些特征吸收峰表明为甜菜碱的特征，与文献基本一致。
2结果与讨论
2．1合成三乙醇胺脂肪酸酯最佳工艺条件选择
为了探索合成三乙醇胺脂肪酸酯的最佳工艺条件，设计了四因素三水平进行正交实验见表l。正交实验结果见表2。

从表2的极差R可以看出反应物的摩尔比对转化率影响最大，其次为反应时间，然后是催化剂用量，携水剂用量影响最小;同时从K值中看出，A中A：影响最大，B中B：影响最大，A中A2影响最大，D中D2影响最大，因此，选择A2B2C3D2为酯化反应的最佳条件。
2．1．1投料比对酯化反应的影响
本文最初以硬脂酸与三乙醇胺的摩尔比2：l作为反应摩尔数的中间因子是因为：本文的合成目标主要是要合成双牛油基酯基三乙醇胺甜菜碱。经过正交实验分析可以看出，反应物的投料比是正交实验因子中的第一主因素，对反应的转化率有很重要的影响。实验证明2：1的摩尔比反应物的转化率最高，所以硬脂酸与三乙醇胺的摩尔比
2l是最佳投料比。
2．1．2时间对酯化反应的作用及影响

为了考察时间对酯化反应的影响，把酸值与时间的关系列表如下：(以投入催化剂为记时0点)。
由下面实验的酸值一时间关系图看出，反应开始时酸值下降很快，特别是反应初期(反应开始的1～2d,时)，酸值迅速下降;反应中期增白剂(反应开始的3～4／小时)，酸值下降速度逐渐趋于缓慢，但仍可看出有明显幅度的下降;到反应中后期(反应5-6小时)，酸值随时间变化曲线逐渐趋于平缓，说明酸值下降已经很小，速度很慢，说明酯化反应快接近终点;反应后期(反应7～8d,时)，酸值随时问变化曲线斜率基本无变化说明酸值基本不再下降，酯化反应几乎不再进行。

因此，由以上分析可知，反应开始的6个小时为充分酯化的阶段，而7-8小时反应很慢，甚至几乎无反应。正交实验的第1、4、7个实验，反应时问长达8小时，转化率也不是很理想，而日．，反应时间长容易导致产品颜色变深，影响产品外观质量。综合正交实验结果和以上分析看出：在一定范同内，延长反应时问有利于转化率的提高，但过多的延长反应时间，特别是超过小时，不但不会明显提高反应物转化率，而日．会降低产品质量，从经济的角度考虑还会增加生产成本。所以，本次酯化反应的时间以6―7小时为佳。

2．1．3催化剂用量对酯化反应的影响
催化剂用量是保证反应顺利进行和产品高质量的关键的因素。用量少，反应进行太慢;用量多，生成的副产物多影响产品质量。本反应采用对甲苯磺酸作催化剂，若加入量稍多，在反应中有可能发生副反应，即对甲苯磺酸与乙醇胺发生酯化反应生成对甲苯磺酸酯胺，在正交实验中，催化剂采用0．3%时产品有黑色的副产物生成，剩余的对甲苯磺酸与可能生成的副产物不易从产物中除去，故催化剂在某种程度上影响产品质量。若考虑不采用催化剂或催化剂太少，则发现反应缓陵，长时间反应后转化率仍不够高，从经济的角度考虑不够经济。
因此，选用对甲苯磺酸作催化剂并应控制其使用量，在保证加快酯化反应速率的前提下应尽量减少用量。正交实验中采取0．3%的使用量为最佳条件，但考虑到在0．1%到0-3%的量之间虽然随着催化剂量的增加，转化率有所提高，但并不是很显著，因此，综合考虑转化率和产品质量两个因素，选择0．2%的使用量为催化剂的最佳用量。
2．1．4携水剂用量对酯化反应的影响
携水剂是一种不参与反应的溶剂，此溶剂可与水形成共沸物，将水带出反应体系，因此，也是不可忽略的。
携水剂过少．则不能把反应生成的水完全带出，影响反应的顺利进行;但携水剂过多，回流速度过快，反应温度不易上升，酯化反应较慢，所以选择适宜的携水剂用量就显得尤为重要。根据正交实验结果，以占反应物总量的35%作为最佳反应条件。其实，根据实验观察，携水剂量和反应物总量的相对量没有必然联系，当反应物量比较少，即使携水剂的量达到反应物的35%，由于其绝对量比较少，反应到达终点时，携水剂由于逸散丢失仍可能不够用;如果反应物比较多，即使携水剂的量为30%，由于其绝对量比较大，也足以把酯化生成的水带出反应体系，保证实验的顺利进行。所以，携水剂量的确定，不能仅仅以反应物量的相对量来决定，要根据实际情况结合实验设备来具体确定。本实验按实验的反应条件，根据实验结果确定以本反应物量的35%为最佳条件。
2．1．5温度对酯化反应的影响
温度是影响酯化增白剂反应最复杂也可以说是最重要的因素，控制好温度不但有利于提高转化率，而日．可以改善产品色泽和质量。但同时温度又是最不易控制的因素，所以单独把温度分出来考虑。
(1)温度对酯化反应过程的影响

分析实验过程，实验依靠每个温度阶段酯化反应的进行，随着生成水的不断排出而自然调整升温。这种升温方式可以保证反应物在各个温度段充分反应脱水而不受人为影响太大，最终的反应物转化率较高，日．产物色泽也较好。所以，酯化反应采取控制电压，自然升温是一个可行的温度控制方法。
由实验摸索阶段，知道酯化反应的温度一般在l30℃-175℃，再基于以上分析，讨论酯化反应在l30℃-l75℃酯化脱水阶段的详细情况，以便更进一步了解温度对酯化反应的影响。在实验过程中，控制加热电压，保持反应过程的自然升温，测试每个反应温度阶段的自然升温时间，结果见表3。
由表3可看出，酯化反应发生的主要温度段在l40℃-165℃之问。特别是145℃-l50℃和160℃165℃司酯化时间最长。因此，这个温度段是酯化脱水反应的最佳温度段。同时在实验中，还观察到在148℃和166℃温度附近有一个波动和恒温过程，说明这两个温度段是酯化反应比较剧烈的温度段。

(2)温度对产物色泽的影响
温度是影响产物色泽的主要因素。在摸索实验和正交实验过程中，观察到在175℃以内．如果使反应体系自然升温或一直保持稳定升温，而不是时而升温时而降温，产物颜色一般都较浅。如果在反应过程中，不断调节反应温度，特别是将温度时升时降，即使调节范同不太大，也会特别影响产品的色泽，使产物颜色比较深而影响产物质量及性能。不断变化的温度可能导致了另外的副反应或氧化反应而使产物颜色变深。如果使反应温度太高，超过175℃再继续升温，也会导致产物颜色变深，这可能是随着温度的升高导致副反应的增加和反应体系中物质的炭化。
综合以上分析，为了保证酯化反应的顺利进行，本文将反应温度控制在175℃以内，升温方法以采取使反应体系自然升温最佳，并调整好电压，使升温反应过程保持在67／小时。
2．2季铵化反应的影响因素
2．2、1温度
反应温度应在70℃-90℃之间，温度太低使反应进行缓慢，温度太高使产品色泽加深，影响产品质量。
2．2．2反应时间
反应时问控制在5小时左右，再延长反应时间，对转化率影响不大。
2.2.3投料比
由于氯乙酸钠价格相对便宜，所以投料时可以考虑氯乙酸钠过量一些，使三乙醇胺硬脂酸酯反应完全，又考虑氯乙酸钠反应完必须分离出去，所以不能过量太多。
3结论
选择溶剂法脱水，以对甲苯磺酸作催化剂。合成了三乙醇胺硬脂酸酯柔软剂中间体。又以氯乙酸钠作季铵化试剂合成了三乙醇胺硬脂酸酯甜菜碱柔软剂单体。通过正交实验，确定了酯化脱水反应的最佳条件：(1)反应物的摩尔比硬脂酸／三乙醇胺为2／l，(2)反应时间为7小时，(3)催化剂用量为0．2%，(4)携水剂量为35%，并分别详细讨论了各个因素对反应的影响。