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整理。這種防水劑具有良好的拒水性，但缺點是不耐洗滌。1930年代，出現了長碳鏈防水劑。該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公司發布專利，指出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。但無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。成品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，而且觸感也變得柔軟。
1951年，杜邦公司開始向3M公司採購PFOA，生產「特氟龍」。C8防水劑不僅防水，而且防油，不影響紡織品的風格，開始成為防水劑的主流。後來美國和日本對含氟防水劑的研究和應用得到了進一步發展。
在1940年代，杜邦公司提出了一種複合式防水劑，但該類防水劑顏色為綠色，限制了其使用範圍。1940年代末，出現了有機矽防水劑。此類防水劑特別適用於各種合成纖維和毛織物，也可用於纖維素纖維織物。

禁止使用C8防水劑

C8防水劑的生產過程會產生兩種副產物PFOA和PFOS，這兩種化學物質的危害性已逐漸被證實。

表格1 防水劑的合成工藝 家

無論採用電解法或調聚法，都不可能使C8防水劑添加到織物中後PFOA和PFOS含量低於1.0μg/m2，這決定了必須淘汰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《限制銷售和使用全氟辛烷磺酸指令》（2006/122/EC）。2006年，美國環保署（EPA）發出最後通牒，命令杜邦等8家化學公司停止使用製造聚四氟乙烯所需的核心成分全氟辛酸（PFOA）。與杜邦一起，杜邦陶瓷也收到了 EPA 的訂單。日本彈性體公司、旭硝子株式會社、瑞士汽巴精化、德國科萊恩等一批知名產業巨頭。

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及PFOS。是取代C8防水劑最理想的產品。但碳鏈越短，其防水防油效果越低。要達到C8防水劑的效果，需要增加用量和成本。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，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；二是不防水。二是塗層牢度差，纖維易打滑。

防水劑的市場需求

碳六防水防污劑可賦予天然纖維、合成纖維及混紡紡織品優異的防水、防油、防污性能。也特別適用於聚酯纖維及其混紡織物的疏水、拒油、防污處理；耐洗可達50%。次數或次數以上，且不會影響織物的風格和加工手感柔軟。完全滿足特殊工業服裝、帳篷、箱包等有耐洗需求的特殊防水領域的使用需求；出口歐美的布料均符合相關標準，如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、保暖等特性的夾克、快速-快速吸濕排汗的烘乾衣物，以及抗菌防臭襪子等。

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高度疏水性，容易帶靜電。它們在日常使用過程中很容易沉積污垢，而油性污垢也會牢固地粘附在紡織品上，從而難以去除和清潔污垢。因此，紡織品具有持久的防水性能和抗靜電能力在日常生活和一些特殊行業中非常重要。

防水劑的拒水原理

目前紡織品防水市場主流為碳8、碳6氟碳產品。這類防水劑的防水性質主要取決於其碳鏈的長度（即氟化物含量）。嵌入碳鏈中的氟化物含量氟元素越多，碳鏈越長。碳鏈越長，分子間的穩定性越大。穩定性變強，抵抗外界水、油污的能力也隨之增強。
由於生活方式的改變、消費者意識的增強和高端需求，防水紡織品的需求不斷增長。尤其是在工作服領域，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方法。因此，目前氟碳防水整理劑仍是紡織防水產業的「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、防污作用。有消息指出，2020年含氟紡織品將被限制出口歐盟等國家。屆時，無氟防水劑的生產和研發將受到越來越多的關注。隨著研發技術的提高，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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