實驗十、棉織物防水加工實習
一、 目的
本實驗應用不耐久的石蜡－鋁皂乳液，以及耐久的防水劑及有機硅，對棉織 物進行防水整哩，並通過耐久性試驗、淋水試驗及水壓試驗，熟悉防水整理浸軋 液的製備及其整理工程，掌握檢驗織物防水效果的試驗方法，並比較石蜡－鋁皂 和防水劑及有機硅防水效果的耐性。
二、 原理
防水整理劑具有改變纖維表面性能的作用，使纖維表面由親水性變為疏水 性，以獲得不能被水潤濕的效果。當一滴液體滴在固體織物表面上，由於液體和 固體之表面張力(可分別用 rl和 rs表示)以及液－固間的介面張力(rls)相互作用的 結果，會形成各種不同的形狀。除液滴完全舖平者外，液滴在固體織物表面上，
處於平衡狀態時(如下圖)，因滿足下列式子：
上圖中之θ角稱為接觸角，當θ＝180O時，液滴為圓珠形，是一種理想的 潤濕狀態，當θ＝00時，即液滴在固體表面舖平，為固體織物表面被液滴潤濕的 狀態。而在防水加工中，可將水的表面張力看作是常數。因此，水能否濕潤織物 表面，決定於織物之表面張力(rs)和液－固間之界面張力(rls)。從防水性能之要求 而言，接觸角θ越大越有利於水滴之滾動，亦即 rs﹣rls 越小越好。換言之，加 工後織物之表面張力(rs)越小，或液－固間之界面張力(rls)越大，如此對防水性是 越有利的。因而，常用之防水劑常含一些能使織物之表面張力降低成分，如氟或 矽等。
三、 實驗方法
3-1.有機硅防水處理 (1)主要藥品
羥基二甲硅油乳液(QR－01) 、甲基含氫硅油乳液(JQR－01) 、氨化環氧樹 脂、醋酸鋅[Zn(Ac)2．2H2O]、二氯氧化鋯(ZrOCl2．8H2O)、乙醇胺。
θ
r
slr
sr
l rs＝rl．cosθ＋rsl(rs－rsl)＝rl．cosθ
∴cosθ＝(rs－rsl)/rl
(2)配方：
羥基二甲硅油乳液(30％) 70g 甲基含氫硅油乳液(30％) 30g 氨化環氧樹脂(31.8％) 14g
醋酸鋅 11g
二氯氧化鋯 5.4g
乙純胺 22g
加水合計 1000ml (3)實驗步驟
按處方中各組成及用量，調製成 1000ml 浸乳液。用乙醇胺調節 pH 至 6～7。取漂白或染色卡其織物為試樣，其大小可根據性能測試要求而 定。將試樣投入浸軋液中，均勻潤濕後，二進二軋，壓吸率為 65％左右。
於 80～90℃烘乾 5min，然後在 150～160℃烘焙 3～5min。
3-2、防水劑之防水整理 (1)儀器和藥品
1)鋼杯(500ml)。
2)冰醋酸、硫酸鋁、防水劑 AE。
(2)處方：
防 水 劑 60～70g 冰 醋 酸 10ml 硫 酸 鋁 3g
加水合計至 1000g
(3)實驗步驟
將防水劑置於瓷杯中，加水約 100ml，冰醋酸 10ml(或 40％鹽酸 40ml)，
在水浴上加熱，並不斷攪拌，待杯內溶液溫度升至 70～75℃後，再保溫攪 拌 15～20min，然後慢慢加入 70℃熱水 100ml，將瓷杯從水中取出，停止 加熱。在慢慢加入 70℃熱水 100ml，將瓷杯從水中取出，停止加熱。在慢 慢加入 40℃左右的溫水 200ml，然後加冷水至 950ml，攪拌後，緩慢加入 已溶於 50ml 水中的硫酸鋁溶液，攪拌，過濾，待用。
取漂白或染色卡其織物為試樣，其大小可根據性能測試要求而定。於 加熱至 30～40℃壓吸液中投入試樣，均勻潤濕後，二浸二軋(壓吸率約 65
％)。在 50～60℃溫度下烘乾，再經 150～160℃烘焙 3min。試樣留待防水 性能測試。
3-3、防水性能測試方法 (1)淋水性能測試方法
截取 18×18(cm)的試樣 1 塊，緊繃於繃架上，使織物的經向順著布面 水珠留下的方向。將 250ml 冷水迅速傾入玻璃漏斗中，使水約在 25～30 秒
內淋灑於織物表面。淋灑完畢，取起繃架，左手平執繃架一邊，右手用玻 璃棒輕敲一下另一邊，隨後將手執和輕敲的部位對調。最後評定織物表面 的防水性能(漏斗高 19cm，末端距試樣 15cm)。
(2)耐水壓測試方法
用連通管型水壓儀測定試樣的耐水壓性能。試驗前先將試驗儀的水 槽、水柱高度試樣挾持器平面校正在同一平面上。
測試時，先把試樣[17×17(cm)]平置於試樣挾持器上，再用螺杆旋緊使 之密閉。開動電動機，使水柱上升。由於連通管的作用，使試樣挾持器中 充水(應使用蒸餾水)，水壓隨著水柱槽高而增加。試樣受水壓力亦逐漸增 大，直至水透過試樣，在布面上出現 3 滴水珠時，即為測試終點，隨即關 閉進水及出水閥，關閉電動機，同時讀取水柱高度(cm 數值)。做平行試驗 三次，求取平均值。在測試時應注意不能用手撫摸試樣。
(3)耐洗性測試方法
耐洗性測試是測定防水劑耐久性的重要指標。一般是將試樣放於 40：
1 浴比的 5g/L 中性肥皂和 2g/L 純鹼的皂液中，於 95℃皂洗 30min，乾燥後，
再測定其淋水性和耐水壓性能的指標，用耐水洗次數來表示防水劑耐久性。
