介绍
这些防水化学品已用于运动服、个人防护装备、消防员服装、户外工作服、汽车罩和医用床上用品。降低织物表面张力的方法之一是使用富氟或氟化涂层。1在对氟碳化合物拒水化学品进行检测时，C8 氟碳化合物对纺织品具有最高且最持久的拒水拒油性能。但考虑到环境问题，由于释放出具有生物持久性和有毒成分的全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA），欧盟将于2020年6月30日禁止使用C8氟碳化合物。2 – 5

引入基于 C6 的碳氟化合物是为了最大限度地减少有毒化学物质的释放。然而，C6 基碳氟化合物的防水性能低于 C8 基碳氟化合物。据称，主链为 6 个碳原子的 C6 化学物质 -PFHA（全氟己酸）的生物累积性比 PFOA（C8 基对应物）低 40 倍。但它的效果也不如 C8 基材料，并且为了达到相同的防水性能，必须使用大量的化学品。目前，C6 技术在纺织行业最为普遍，尽管越来越多具有可持续发展意识的品牌正在逐步停止在其产品中使用此类化学品。6
由于禁令，C8基碳氟化合物的替代化学品得到了增强，例如较短的FC链（C6基）、石蜡、蜡、脂肪酸、树枝状聚合物、疏水性聚合物、无氟系统、有机硅、氟硅酮、烷氧基硅烷等尽管如此，这些产品已表现出比基于C8的碳氟化合物其天然结构更低的效率和耐用性。7此外，最近，许多技术被用来获得棉织物的超疏水性能，如化学气相沉积、逐层组装8、9溶胶-凝胶过程、10喷涂、11等离子处理、12等等。13然而，由于处理过程费时费力和昂贵的专用仪器，大多数这些技术都存在一定的缺点。14此外，经过这些处理后，棉织物的机械性能会变差。4

另一方面，织物的柔软度是客户最重要的舒适特性之一。因此，可以说柔软工序是纺织厂最重要的后整理工序。7 , 15当柔软剂在纺织工业中的使用方面进行检验时，它们在纺织工业中具有广泛的应用，可增强织物所需的机械性能，例如柔软度、手感和悬垂性。此外，它们还可以提高对折痕形成的抵抗力。15 – 17然而，一些柔软剂根据其结构（例如氨基官能团）表现出疏水行为，而某些柔软剂则没有表现出有效的防水性能。18

RTV-2有机硅的使用被认为可以同时获得拒水性和织物的柔软性。RTV-2 硅橡胶配方是两部分的可浇注、可涂抹或可捏合的组合物，混合后即可硫化。它们通常在室温下固化（RTV = 室温硫化）并形成高弹性材料。RTV-2硅橡胶胶料由两种组分组成，其中一种含有聚合物和交联剂，另一种含有聚合物和铂催化剂。一旦这两种组分混合，就会引发固化以形成弹性体产品。19 , 20RTV有机硅具有许多客户想要的特性，包括优异的耐热性、在−50°C至+180°C范围内出色的长期热稳定性、对各种基材的良好附着力、优异的耐候性、抗紫外线和辐射性能、低杨氏模量、长期、持久的柔韧性、拒水性表面和低吸湿性、非常好的耐化学性、化学惰性、优异的环境相容性且无有害影响、优异的生理耐受性、阻燃性等。21 – 32即用型产品系列专注于众多应用。汽车工业、医疗保健、电子、医疗应用、食品工业、模具和模具制造、能源部门、采矿业是RTV硅橡胶的重要应用。19 , 33 – 36回顾RTV硅橡胶作为纺织品涂层材料的研究，发现这些研究与织物的防水性和耐热性有关。37 , 38例如，RTV有机硅及其在纺织材料中的应用的研究是为了提高棉织物的热稳定性和防水性能。39除了提供防水性能外，其目的还在于提供抗菌性能。RTV有机硅和抗菌材料一起使用，使织物具有拒水和抗菌活性的多功能特性。38 , 40此外，众所周知，RTV-2有机硅在纺织工业中用于获得地毯背面和婴儿袜下方的防滑性能。

在本实验研究开始时，RTV-2有机硅首先应用于刮涂法，然后对这些涂层织物进行机械预缩和压光处理。应用后进行一系列性能测试（硬挺度、透气度、缩水率、拉伸强度、撕裂强度、接缝滑移、弹性%、织物增长%、耐磨性、起球）、色牢度测试、舒适度测试和拒水测试等使用参考织物和RTV-2涂层织物进行接触角度和喷雾评级测试，以测试RTV-2有机硅对机织织物的效果。为了评估表面形态以及涂层和机械精加工工艺后的变化，拍摄了 FE-SEM 照片。整个测试结果按照参考文献进行评价。
这项研究的主要新颖之处是在不恶化机械性能且不使用氟碳化合物的情况下获得织物的触觉舒适性（手感性能）和防水性能。在本研究中，可以通过单独的应用步骤和两种不同的化学配方（包括不同种类的柔软剂和防水整理材料）来获得织物的手感和防水性能。然而，在本研究中，尝试通过RTV-2有机硅以一步和涂层应用方法将这些性能添加到机织样品中，并且该方法可以被定义为本研究的原创性和新颖性。

材料与方法
材料
在该研究中，使用具有3/1Z斜纹机织图案的织物，其由棉混纺组成，织物重量为310g/m 2。织物在整理前经过预处理和染色。前处理工序包括烧毛、退浆、丝光、煮练、漂白等。预处理后，织物采用活性染料进行轧堆染色。织物特性在下表1中给出。

RTV-2 硅橡胶具有低表面能，因此具有良好的防水性能。此外，它还有助于防止表面连续形成水膜。42
所用的有机硅软化剂混合物由下面给出的三种有机硅软化剂组成。
• Nanosil Mac 70（氨基官能大分子有机硅乳液）
• Tubingal Mic 70（氨基官能微硅乳液）
• Rudolf Product NY 70（非离子型柔软剂）
方法
在这项研究中，参考织物是用传统的氨基官能有机硅软化整理化学品制备的，并在拉幅机（布鲁克纳，德国）上使用浸渍方法将其转移到织物上。使用 30g/L Nanosil Mac 70、10g/L Tubingal Mic 70 和 5g/L Rudolf Product NY 70 的混合物作为施用配方。化学整理后，在参考品上进行预缩工艺。

RTV 1020 A（由乙烯基封端的 PDMS、填料和催化剂组成）是无溶剂且具有流动性的，与 RTV 1020 B（由乙烯基封端的 PDMS、填料和交联剂组成）以 1:1 的重量比混合。将 RTV 1020 A 和 RTV 1020 B 的混合物搅拌几分钟，直至材料变得均匀。在决定涂层厚度之前，进行了初步研究。检查获得的数据后发现，1毫米及以上的涂层非常厚，消费者感觉织物表面好像有塑料物质。因此，RTV-2 有机硅通过滚刀法使用两种不同的涂层厚度（0.6 毫米和 0.8 毫米）转移到织物上。涂覆角度和冷凝温度分别确定为90°和165°C。因此，RTV-2有机硅与棉的相互作用是通过涂层将RTV-2有机硅与棉织物交联来实现的。RTV-2硅橡胶通过涂层工艺缩合在织物上后，对RTV-2有机硅涂层织物分别进行机械整理工艺，即压光、预缩和压光+预缩。
压延被称为机械整理过程，其中织物在适当的温度和压力下通过两个或多个辊之间以获得其性能，例如手感、表面纹理、外观和厚度。压光后的织物一方面表现出较小的厚度和透气性倾向，另一方面表现出较多的不透明性和平滑性。43

据了解，压光工艺是机械整理工艺之一，影响织物结构、织物表面、拉伸强度、撕裂强度以及热舒适性、透气性等舒适性能。45 – 47

研究中的测试和使用的标准
在研究范围内，对表 2所示的样品进行了一系列测试，以研究防水性能、热舒适性、物理性能和表面形态。这些测试和标准如下表 6所示。

刚性
根据 ASTM 4032-94，使用圆形弯曲刚度测试仪测定织物的刚度。因此，研究了 RTV-2 有机硅涂层后织物挺度应用的变化。
弯曲刚度
在本研究范围内，根据ASTM D1388测量弯曲刚度，以观察经过RTV-2有机硅涂层和机械整理工艺后织物弯曲行为的变化。
热测试
在这项研究中，通过 AAMBETA 测试仪研究了 RTV-2 有机硅涂层和机械整理工艺对织物热舒适性能的影响。
透气性
根据 ASTM D 737 研究 RTV-2 有机硅涂层和机械整理工艺后织物的透气率值。因此，RTV-2 有机硅涂层和机械整理工艺对织物透气性的影响检查了。

抗拉强度
织物的强度很大程度上受纱线强度的影响。此外，由于编织和涂层工艺以及纱线变形，纱线的强度也会发生变化。在研究中，研究了RTV-2有机硅涂层和机械整理工艺前后织物拉伸强度的变化。拉伸强度测试根据 TS EN ISO 13934-2 进行。
撕裂强度
在本研究范围内，根据 TS EN ISO 13937-1 对织物进行了撕裂强度测试。撕裂强度对于纺织材料来说是一个重要因素，因为根据其给定的目的地，期望有许多不同的机械强度性能。在研究范围内，研究了 RTV-2 有机硅涂层和机械整理工艺后织物的机械性能是否发生积极或消极的变化。

收缩率
收缩率是制造商和消费者的机械性能之一。负方向或正方向的收缩都是不希望的。因此，重要的是尽可能减少收缩或不收缩。在研究范围内，研究了 RTV-2 有机硅涂层对织物的拉伸性能是否有积极或消极的影响。使用ISO 16322-2测试方法测量织物的收缩率。
弹性伸长率和弹性回复率
弹性伸长率和弹性回复率是纺织品的个体属性。弹性伸长率是纺织品在拉力作用下的拉伸或伸长。弹性恢复率是拉伸或变形的纺织品在去除所施加的力后恢复到其原始形状的能力。高弹性伸长率和高弹性回复率是纺织材料所需的重要性能之一。已经研究了 RTV-2 有机硅涂层工艺后这些特性是否会受到正面或负面影响。弹性伸长率和弹性回复率测试按照TS EN ISO 14704-1测试方法进行。

抗磨性
重要的机械性能之一是耐磨性。因此，研究了织物耐磨性的变化。预计涂层可以防止织物重量损失，并且涂层织物在耐磨性方面显示出巨大的增量。在研究中，耐磨性采用EN ISO 12945-1测试方法。观察 RTV-2 有机硅涂层对织物耐磨性的影响。
起球
起球是纺织品制造商和消费者面临的一个重要问题。起球的形成导致织物质量显着下降并对使用者的舒适度产生负面影响。起球测试采用EN ISO 12945-1测试方法。因此，在本研究中，研究了 RTV-2 有机硅涂层是否对起球等级有影响。
耐洗色牢度
色牢度是消费者关注的纺织材料最重要的参数之一。为此，需要考察经RTV-2有机硅涂层处理后的水洗织物的色牢度是否有变化。本研究中的耐水洗色牢度测试按照ISO 105 C06 A2S测试方法进行。
喷雾等级测试
根据ISO 4920:2012测试方法对织物进行喷雾等级测试。研究了 RTV-2 有机硅涂层应用前后织物的拒水性能。由此评价RTV-2有机硅涂层对织物拒水性能的影响。

接触角
进行接触角测量。将蒸馏水沉积在样品表面上，并通过摄像机记录液滴形状 10 秒。每个样品显示的结果是三次测量的平均值。因此，研究了RTV-2有机硅涂层和机械整理前后织物的拒水行为。
场发射扫描电子显微镜 (FE-SEM)
经过RTV-2有机硅涂层和机械整理工艺后，旨在观察织物表面的形态变化。因为场发射扫描电子显微镜是用来从织物表面拍摄照片的。另一方面，所获得的测试的标准误差线是共享的。此外，在研究范围内进行的所有测试均至少重复进行三次，并相应地取平均值。
结果与讨论
织物的刚度特性
测试的原理是确定将织物样品推过圆孔所需的力的大小。较硬的织物需要较大的力才能穿过孔，而较柔韧的织物则需要较小的力。

研究中的刚度测试对所有样品重复进行了三次。样品经纬纱方向的刚度值（图2和图3））表明，与参考织物相比，RTV-2 涂层增加了样品的挺度值。由于织物对暴露力的抵抗力增加，因此RTV-2有机硅的应用导致织物的刚度和厚度增加。就涂层厚度而言，织物纬向对刚度的影响比经向影响更严重。因为织物的纬纱是由氨纶和棉纱组成的。在纬向存在氨纶纱且相互作用的情况下，与经向相比，涂层厚度的增加对施用后的刚度产生积极影响。另一方面，经过机械整理工艺（压延和预缩）后，经向刚度值降低至 1.217 kgf，纬向刚度值降低至 1.037 kgf。因为织物厚度因压光过程的压力而减少。此外，众所周知，在高压和高温条件下应用的机械加工由于获得了表面光滑度而提高了机织织物的手感性能。49 , 50根据结果，随着高压和高温机械处理的效果变高，可以看出织物的硬挺度值降低。这种情况可以通过温度和压力对织物和涂层材料的影响来解释。

织物的弯曲刚度性能
织物支撑体的弯曲刚度结果可用于评估手感和悬垂性。即，织物越硬，确保充分弯曲所需的长度就越大。51
样品的弯曲刚度测试表明，经过有机硅软化的参考织物比RTV-2涂层织物具有更好的悬垂性（364.07 mg.cm）（图4）。随着织物重量的增加以及 RTV-2 硅胶表面的涂层，样品的结构变得更加坚硬。此外，织物中的纤维和纱线彼此牢固地粘合在一起。因此，织物的弯曲刚度表现出较高的值（高达1,658.03 mg.cm）。至于机械整理工艺和 RTV-2 有机硅之间的相互作用，观察到机械整理工艺对 RTV-2 涂层织物的弯曲刚度有效，根据机械整理，弯曲刚度值显示出 535.33 mg 的变化。 .cm 至 1,658.03 mg.cm。经过压光、预缩和压光+预缩处理后，织物的悬垂性取决于机械整理过程中的压力和高温。

织物的透气性能
透气度结果（图5）显示，参考织物的透气度为3.50 m3/m2/min，而RTV-2有机硅涂层织物的透气度高达4.81 m3/m2/min。可以看出，RTV-2有机硅的使用增加了透气性。然而，其他使用不同RTV-2有机硅组分的实验研究表明，RTV-2有机硅的使用降低了织物的透气性。这些研究之间的差异可以通过修改研究中使用的 RTV-2 有机硅成分来解释。

另一方面，机械整理工艺对透气性产生了负面影响。第08号样品的透气度值为4.55m 3 /m 2 /min。而样品08CS为3.93m 3 /m 2 /min。压延过程中受压的纱线变得均匀、扁平，从而降低了压延过程后织物的孔隙率。由于这个原因，压延后透气性降低。52至于预缩过程，众所周知，织物在经向的收缩率和GSM（织物重量的克/平方米）是通过该过程来调节的。在防缩过程中，织物中的纱线彼此靠近，使得织物长度减小，纱线之间的间隙闭合，从而使织物在防缩后的透气性降低。44

织物的拒水性能
润湿性可以通过接触角来测量。水接触角决定了液/固界面处任何固体表面的亲水和疏水特性。53可以说，当接触角小于90°时，润湿性良好（亲水性）。另一方面，接触角大于90°时，润湿性变差（疏水性）。54此外，静态水接触角θCA>150°且滑动角θSA<10°的表面被定义为超疏水的。

图6中给出了样品的平均接触角度、润湿时间和喷雾等级测试。根据图4，参考织物的接触角和喷雾等级测试结果分别为85.81°和0。根据这些数据，可以看出参考织物具有亲水结构。然而，在涂覆RTV-2后，由于RTV-2有机硅含有疏水性化学基团（如三甲基甲硅烷基、二甲基甲硅烷基和单甲基甲硅烷基），织物获得了疏水结构（Scholz等人，2010）。无论织物的涂层厚度和机械整理工艺如何，所有RTV-2有机硅涂层织物均表现出拒水性能。在检查平均接触角度时，可以看出参考样品表面显示出亲水特性，其< 另一方面，接触角为 90° 的 RTV-2 有机硅涂层样品具有出色的平均接触角（从 ≈130° 到 153.27°），并且其表面显示出疏水特性。在文献中，含有C6和C8碳氟化合物基防水化学品的织物的接触角度显示出与RTV-2有机硅涂层织物相似的值。56

图6 . 样品的接触角捕获和值。
喷雾等级测试结果表明，RTV-2有机硅的使用提高了织物的防水性能，其值为ISO 3（80），而参考样品为0值。这意味着参考样品显示出整个上表面和下表面的完全润湿，而RTV-2有机硅涂层织物显示出上表面在喷涂点处的润湿。强调了织物的接触角和喷雾测试结果相似。

织物的热舒适性能
织物的隔热性能由物理参数和结构参数（如组织、悬垂性和厚度）来指定。57热扩散率决定热量通过材料扩散的速度。58热吸收率是衡量纺织品“冷暖感”的指标。热吸收确定两个物体的接触温度。其优点不依赖于实验条件，与导热、扩散等其他热性能直接相关。59热阻是织物隔热性能最重要的参数之一，与织物结构成正比。即，织物厚度增加得越多，织物隔热性越高。60
ALABETA测试结果（图7和8）表明，RTV-2有机硅涂层后织物的热扩散率降低，而织物的吸热率值增加。无论涂层厚度和机械整理工艺如何，涂层RTV-2有机硅后吸热率的增加都会导致织物的冷感增加。然而，这并不是消费者所希望的情况。至于机械加工对织物热行为的影响，可以看出，由于机械加工后织物表面变得更光滑，吸热率增加。此外，可以看出，由于机械加工后织物结构内部的空气量减少，织物的热扩散值降低。这些减少可以解释如下：热扩散主要与通过织物结构中的空气的热流和机械过程阻碍织物结构内的空气量有关。因此，机械过程减少了织物的热扩散。

织物的缩水率特性
织物经过涂层处理和机械整理处理后缩水率的变化如图9所示。

根据图7，参考织物的纬向和经向收缩率为5.5%，而RTV-2有机硅涂层织物的收缩率为2%至0%。可以看出，使用 RTV-2 有机硅涂层在两个方向上提供了更好的％收缩率值。这种情况可以解释如下；织物结构变得更加稳定，由于RTV-2有机硅填充在织物结构中纱线之间的空白处，织物的溶胀能力降低，并且RTV涂层后纱线在织物结构中的运动受到限制- 2 个硅胶。
织物的拉伸强度和撕裂强度性能
观察织物的拉伸强度和撕裂强度（图 10和11)表明纬向拉伸强度没有显着变化。另一方面，经向的拉伸强度下降。RTV-2涂层样品的撕裂强度（经向撕裂强度为4,785.7 gf至5,349.7 gf，纬向撕裂强度为2,047.7 gf至2,551.7 gf）高于参考织物的纬向撕裂强度（1,528.7 gf）和经向撕裂强度（2,857.3 gf）方向。这可以通过减少织物结构中纤维-纤维相互作用来解释。随着纤维之间相互作用的减弱，织物所承受的载荷无法相互传递，因此撕裂表现为不规则运动而不是轴向运动。因此，织物的撕裂强度增加。此外，机械整理对拉伸强度没有影响，但对撕裂强度有影响。经过压光和预缩处理的织物具有更高的撕裂强度，因为这些机械处理后织物上的松弛应力降低了。

织物的弹性伸长率和弹性回复率性能
弹性伸长率是指给定负载下的伸长率（有时称为模量），它是织物拉伸容易程度的量度。61另一方面，弹性恢复率（剩余伸长率）取决于织物从拉伸到该负载的恢复程度。62织物的弹性伸长率和弹性回复率值（图12和图13）表明 RTV-2 有机硅的使用会影响两个方向的弹性伸长率。与参考织物相比，无论涂层厚度和机械整理工艺如何，RTV-2有机硅涂层织物的弹性伸长率和弹性回复率值均较低。这可以解释为经过涂层处理和机械整理处理后织物的挺度和悬垂性变差，从而导致织物的弹性伸长率降低。此外，参考织物中所使用的整理材料由基于有机硅的弹性体整理材料组成。因此，参考织物比 RTV-2 涂层织物表现出更好的弹性行为。随着RTV-2涂层弹性伸长率的降低，织物的弹性回复率也随之降低。

织物的起球和耐磨性能
根据耐磨性（表7）和起球测试结果，无论采用何种整理工艺，所有样品的起球值相同4/5。此外，他们的耐磨测试结果表明，在转速高达 20,000 rpm 的情况下，织物表面没有任何纱线断裂。可以看出，RTV-2 有机硅不会导致织物的耐磨性或起球值降低。另一方面，可以看出，无论样品的加工如何，机械整理工艺对样品的耐磨性和起球值没有任何负面影响。

通过场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）观察织物的形态特性
在研究范围内，通过场发射扫描电子显微镜（Zeiss，Gemini SEM 300）拍摄表面图像，以观察化学和机械整理过程对织物表面造成的变化。特别是，为了检查机械整理过程（压延、防缩）后织物中纱束的形态，除了表面图像之外，还通过 FE-SEM 分析检查织物的横截面图像。样品涂有金以提供导电性，然后放置在样品棒上进行表面观察。表面图像以 100 倍、300 倍和 1,000 倍的放大倍数拍摄，而横截面图像以 2,500 倍的放大倍数拍摄。获得的FE-SEM图像如图14所示。

检查获得的 FE-SEM 图像时，从表面图像和横截面图像可以看出，RTV-2 有机硅成功转移到织物表面和纱线之间。当RTV-2有机硅涂层样品与参考样品的横截面图像进行比较时，观察到参考样品中的纱线排列结构较松散，而RTV中的纱线束更紧密且更平坦-2 个有机硅涂层样品，归因于 RTV-2 有机硅涂层和机械精加工工艺（尤其是压延工艺）。

结论
在本研究范围内，研究的主要目的是获得RTV-2有机硅涂层机织织物的防水性能，并分析这些织物的物理和热性能。此外，还对机械整理处理和 RTV-2 涂层应用之间的相互作用在织物物理性能方面进行了研究。在本实验中，机织物上涂有两种不同涂层厚度的RTV-2有机硅。通过物理性能和防水测试来检查和评估 RTV-2 有机硅对机织物的影响。

根据所获得的数据，根据喷雾测试和接触角，确定RTV-2有机硅涂层织物显示出良好的拒水性能。另外，RTV-2涂层的使用提高了织物的透气性和撕裂强度，并且％收缩率、％弹性率、％增长值得到更好的改善。另一方面，与参考相比，RTV-2涂层织物的抗起球和耐磨性能以及色牢度值没有任何变化。另一方面，在织物上使用RTV-2有机硅会对织物的柔软度、纬向拉伸强度和热舒适性产生负面影响。FE-SEM 照片显示 RTV-2 有机硅涂层成功使用，之后表面形貌发生变化。
，
因此，可以说，RTV-2 有机硅的使用可以对防水性能产生积极影响，并且可以用作基于 C8 和 C6 的氟碳防水化学品的替代品。56由于全氟辛烷磺酸 (PFOS) 和全氟辛酸 (PFOA) 容易释放生物持久性有毒成分，欧盟于 2020 年 7 月 4 日同意禁止使用 C8 碳氟化合物。然而，RTV-2本实验中使用的硅胶很容易受到水滴长时间的影响。另一方面，RTV-2有机硅的防水性能可以通过成分的改性来提高。据认为，RTV-2 涂层应用可用于缝衣、冬衣和产业用纺织品。另外，进一步研究，认为可以考察RTV-2有机硅的拒油性能。