抗靜電劑對滌綸和錦綸織物的抗靜電效果
本文選用(yong)的(de)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑TF-480是聚(ju)酯聚(ju)醚(mi)類聚(ju)合物(wu),分(fen)(fen)(fen)(fen)子結(jie)構(gou)中的(de)對苯二(er)甲酸(suan)乙二(er)醇鏈段與(yu)滌(di)綸(lun)(lun)大(da)分(fen)(fen)(fen)(fen)子結(jie)構(gou)相似,在高溫下,可進(jin)入聚(ju)酯的(de)微軟化纖(xian)維表面而與(yu)聚(ju)酯大(da)分(fen)(fen)(fen)(fen)子產生共結(jie)晶,固著在滌(di)綸(lun)(lun)上(shang)獲得耐久性(xing)(xing)(xing):同(tong)時,其(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)子結(jie)構(gou)中含(han)有聚(ju)醚(mi)鏈部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen),具有吸濕性(xing)(xing)(xing),可提(ti)高織(zhi)物(wu)的(de)含(han)濕量(liang),增加(jia)導電(dian)性(xing)(xing)(xing),加(jia)快靜(jing)電(dian)荷的(de)逸散(san)速度(du),賦予(yu)織(zhi)物(wu)一定的(de)抗(kang)靜(jing)電(dian)能力(li),同(tong)時使織(zhi)物(wu)具有易去污性(xing)(xing)(xing)能[11]。本文采用(yong)該(gai)整(zheng)理劑對滌(di)綸(lun)(lun)、錦綸(lun)(lun)織(zhi)物(wu)進(jin)行整(zheng)理,優化加(jia)工工藝,以提(ti)高織(zhi)物(wu)的(de)抗(kang)靜(jing)電(dian)性(xing)(xing)(xing)能。
1 實驗部分
1.1材料與儀(yi)器(qi)
染(ran)色春亞紡(fang)(滌(di)綸)和染(ran)色塔絲絨(錦(jin)綸)(吳江盛(sheng)虹(hong)印染(ran)公司提供),抗靜電劑TF-480,三聚氰(qing)胺, MgCl2,純堿,洗(xi)衣粉(市售)。
氣壓式軋車,小定型烘干機,YG342織物感應式靜電測試儀,U測色(se)儀,家用洗(xi)衣機。
1.2 實驗工藝
1.2.1 工藝流程(cheng)
一浸一軋(軋液(ye)率80%)→預烘(hong)(hong)(90~95℃×1min)→焙(bei)烘(hong)(hong)→皂洗→水洗→烘(hong)(hong)干→抗靜(jing)電織物。
1.2.2 皂洗(xi)條件
洗衣(yi)粉(fen)2 g/L,純堿2 g/L,40℃,5 min,浴(yu)比(bi) 1:30,然后(hou)在清水中漂(piao)洗3次。為檢測整理織物抗靜電的耐久(jiu)性,以上操作重復(fu)20次,烘干后(hou)得到抗靜電織物。
1.2.3 織(zhi)物抗靜電性測試
溫(wen)度(20±2)℃,相對濕度(35±2)%,平衡3h,測試靜電電壓和半(ban)衰期。
1.2.4織物K/S值測試
采用D65光源和(he)10°視場,測試織物(wu)K/S值。
2結果與討論
2.1 未經抗(kang)靜電(dian)劑(ji)整理織(zhi)物的性能
未經抗(kang)靜電劑(ji)整(zheng)理織物的靜電性(xing)能(neng)和K/S值測試結果(guo)見表1。
表1 未整理織物的靜電(dian)性能和K/S值
|
整理織物 |
靜電電壓峰值/V |
半衰期/s |
K/S值 |
|
洗前 |
洗后 |
|
染色春亞紡 染色塔絲絨 |
883
1221 |
8.3
24.0 |
4.8910
4.9001 |
3.4949
3.6199 |
由(you)表1可知,未(wei)經整(zheng)理織物的靜(jing)電電壓和半衰期都很高,如(ru)直(zhi)接服用會產生嚴(yan)重的靜(jing)電現象(xiang)。水洗后的K/S值低于(yu)水洗前(qian)的,主(zhu)要(yao)是(shi)因為織物褪色的緣故。
2.2 抗靜電劑TF-480對織物抗靜電整理
采用單(dan)因素法(fa),用抗靜(jing)電劑TF-480分別(bie)對染色春亞紡和染色塔絲(si)絨(rong)進行處理(li),測試其整理(li)效果,優化抗靜(jing)電劑質量濃度(du)(du)、焙烘(hong)溫度(du)(du)、處理(li)時間和交聯劑用量。
2.2.1抗靜電劑質量濃度(du)對(dui)抗靜電性能的(de)影響
采用5種不同質量(liang)濃度(du)的TF-480對織物進行處理(li),經(jing)浸軋和180℃×30s整(zheng)理(li)后(hou)進行測試,結果見表2。
表(biao)2 抗靜(jing)電劑質(zhi)量濃度對織物抗靜(jing)電性能的(de)影(ying)響
質量濃度
/(g·L-1) |
染色春亞紡 |
染色塔絲絨 |
|
靜電電壓峰值/V |
半衰期/ s |
K/S值 |
靜電電壓 峰值/V |
半衰期/ s |
K/S值 |
|
洗前 |
洗后 |
洗前 |
洗后 |
20
30
40
50
60 |
4
3
3
3
3 |
0.09
0.08
0.08
0.09
0.09 |
5.0770
5.2357
5.2056
5.3247
5.3911 |
5.0377
5.1245
5.0728
5.1050
5.0505 |
695
618
659
634
616 |
1.95
2.00
1.01
1.08
0.99 |
3.4953
3.4910
3.4722
3.5633
3.5361 |
3.4789
3.4004
3.4619
3.5503
3.5273 |
由表2可知,用抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)(ji)TF-480處(chu)理(li)的(de)織(zhi)物(wu)抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)效(xiao)果(guo)相當(dang)明顯。當(dang)用質量濃度為(wei)30~40g/L的(de)抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)(ji)處(chu)理(li)滌綸(lun)織(zhi)物(wu)后(hou)(hou),靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)和(he)半(ban)衰(shuai)期最(zui)低,故質量濃度選擇30g/L為(wei)宜。對(dui)整理(li)前(qian)(qian)后(hou)(hou)滌綸(lun)織(zhi)物(wu)的(de)K/S值(zhi)進行(xing)比較(jiao)發現,不管(guan)水洗前(qian)(qian)后(hou)(hou),整理(li)后(hou)(hou)織(zhi)物(wu)的(de)K/S值(zhi)均增加。對(dui)錦綸(lun)織(zhi)物(wu)而言,用質量濃度為(wei)60g/L的(de)抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)(ji)處(chu)理(li)的(de)織(zhi)物(wu)其靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)和(he)半(ban)衰(shuai)期最(zui)低,但考慮到成(cheng)本問題(ti),經(jing)30g/L抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)(ji)處(chu)理(li)的(de)織(zhi)物(wu)靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)較(jiao)低,經(jing)40g/L抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)(ji)處(chu)理(li)的(de)織(zhi)物(wu)半(ban)衰(shuai)期較(jiao)低,所以質量濃度可選擇30~40g/L。對(dui)整理(li)前(qian)(qian)后(hou)(hou)錦綸(lun)織(zhi)物(wu)的(de)K/S值(zhi)進行(xing)比較(jiao)發現,不管(guan)水洗前(qian)(qian)后(hou)(hou),整理(li)后(hou)(hou)織(zhi)物(wu)的(de)K/S值(zhi)均降低,織(zhi)物(wu)表觀顏色深度下降,這(zhe)可能是因為(wei)抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)(ji)的(de)加入(ru)影響了(le)染料(liao)的(de)發色。
2.2.2 焙(bei)烘(hong)溫(wen)度(du)對織物抗靜電性(xing)能的影響
根據2.2.1測(ce)(ce)試情況,選擇抗靜(jing)電劑(ji)質(zhi)量濃度為30g/L,焙(bei)烘(hong)時(shi)(shi)間(jian)為30s。測(ce)(ce)試焙(bei)烘(hong)溫度對抗靜(jing)電為30g/L,焙(bei)烘(hong)時(shi)(shi)間(jian)為30s,測(ce)(ce)試焙(bei)烘(hong)溫度對抗靜(jing)電性能的影響,結果見表3。
由表3可知,滌綸織物(wu)經150~190 ℃焙烘后,靜電電壓峰值和半衰(shuai)期(qi)均很小,考(kao)(kao)慮到(dao)(dao)焙烘溫度(du)是影響整(zheng)理效果的(de)一個重要(yao)因素(su),溫度(du)過(guo)低(di),反(fan)應速率低(di),交聯反(fan)應不完(wan)全,溫度(du)過(guo)高,手(shou)感(gan)變(bian)差(cha),織物(wu)易受損,因此,焙烘溫度(du)選擇(ze)160~170℃為宜。就(jiu)錦綸織物(wu)而言,經180℃爐烘的(de)織物(wu),其靜電電壓最低(di),半衰(shuai)期(qi)也較低(di),考(kao)(kao)慮到(dao)(dao)150~190℃圍內半衰(shuai)期(qi)變(bian)化不大,所以焙烘溫度(du)以180℃為宜。
表3 焙烘溫度對織物抗靜電性能的(de)影響
|
質量濃度/(g·L-1) |
染色春亞紡 |
染色塔絲絨 |
|
靜電電壓峰值/V |
半衰期/ s |
K/S值 |
靜電電壓 峰值/V |
半衰期/ s |
K/S值 |
|
洗前 |
洗后 |
洗前 |
洗后 |
|
150 160 170 180 190 |
3 3 3 3 3 |
0.08
0.10
0.08
0.10
0.10 |
5.1553
5.2658
5.2502
5.4003
5.0752 |
4.9886
5.0748
4.9737
5.1172
5.0543 |
851
753
870
776
942 |
1.67
1.71
1.71
1.71
1.73 |
3.4715
3.4704
3.5243
3.5130
3.5627 |
3.4082
3.4864
3.5244
3.5006
3.5627 |
2.2.3焙烘時間對織物抗靜電性能的(de)影響
根(gen)據2.2.1、2.2.2小節的(de)測試情況,選擇質(zhi)量(liang)濃度為30g/L的(de)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji),滌綸(lun)織(zhi)物焙烘(hong)溫(wen)度選擇 170℃,錦綸(lun)織(zhi)物焙烘(hong)溫(wen)度選擇180℃,測試不同焙烘(hong)時間對織(zhi)物抗(kang)靜(jing)電(dian)性能的(de)影響,實(shi)驗結(jie)果(guo)見表4。
表4 焙(bei)烘時間對(dui)織物抗靜電性能的影響
質量濃度
/(g·L-1) |
染色春亞紡 |
染色塔絲絨 |
|
靜電電壓峰值/V |
半衰期/ s |
K/S值 |
靜電電壓 峰值/V |
半衰期/ s |
K/S值 |
|
洗前 |
洗后 |
洗前 |
洗后 |
20
30
40
50
60 |
3
3
3
3
3 |
0.08
0.07
0.07
0.07
0.07 |
5.1168
5.3676
5.2316
5.1417
5.2323 |
4.8970
5.1033
5.0300
4.9570
5.0673 |
839
813
768
861
787 |
1.98
2.01
1.88
1.99
1.97 |
3.5002
3.5636
3.5137
3.5245
3.5751 |
3.5000
3.5136
3.5025
3.5189
3.5092 |
由表(biao)4可(ke)知,焙(bei)烘(hong)時(shi)間(jian)(jian)對滌綸(lun)織(zhi)物靜電電壓和(he)半衰期(qi)影響(xiang)不(bu)大。考慮到焙(bei)烘(hong)時(shi)間(jian)(jian)過(guo)短,可(ke)能(neng)造成反應不(bu)完全;時(shi)間(jian)(jian)過(guo)長,手感變粗糙,綜合各因素選擇30s為(wei)宜。就錦綸(lun)織(zhi)物而言,當焙(bei)烘(hong)時(shi)間(jian)(jian)為(wei)40s時(shi),靜電電壓和(he)半衰期(qi)最低,所以(yi)焙(bei)烘(hong)時(shi)間(jian)(jian)以(yi)40s為(wei)宜。
通過對抗(kang)靜(jing)電劑濃(nong)(nong)度(du)、焙烘溫度(du)和(he)時間的單(dan)因素實驗,得到整(zheng)理滌綸織(zhi)物較(jiao)合(he)適的工(gong)藝:整(zheng)理劑質(zhi)(zhi)量(liang)濃(nong)(nong)度(du)為(wei)30g/L,170℃×30s;整(zheng)理錦綸織(zhi)物較(jiao)合(he)適的工(gong)藝:整(zheng)理劑質(zhi)(zhi)量(liang)濃(nong)(nong)度(du)為(wei)30~40g/L,180℃×40s。
2.2.4 交聯劑質量濃度對(dui)織物抗靜電性(xing)能的影響
以三聚氰胺為(wei)交聯劑、MgCl2為(wei)催(cui)化劑,測試其對織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)抗靜(jing)電性能(neng)的影(ying)響(xiang),實驗條件為(wei):抗靜(jing)電劑質量濃度30g/L,滌(di)綸織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)170℃×30s,錦綸織(zhi)(zhi)物(wu)(wu) 180℃×30 s,結果見表(biao)5。
表5 交聯劑質(zhi)量濃度(du)對(dui)織物(wu)抗靜電(dian)性能的影響(xiang)
質量濃度
/(g·L-1) |
染色春亞紡 |
染色塔絲絨 |
|
靜電電壓峰值/V |
半衰期/ s |
K/S值 |
靜電電壓 峰值/V |
半衰期/ s |
K/S值 |
|
洗前 |
洗后 |
洗前 |
洗后 |
2
4
6
8
10 |
3
3
3
3
3 |
0.05
0.09
0.10
0.09
0.08 |
5.3489
5.3746
5.4368
5.4247
5.5048 |
5.0763
5.1298
5.1291
5.1354
4.9997 |
918
826
676
754
789 |
1.68
1.88
1.00
1.11
1.20 |
3.5779
3.5836
3.6281
3.6293
3.5269 |
3.5625
3.5307
3.5228
3.5587
3.5053 |
由表(biao)5可(ke)知,對(dui)滌(di)綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)來說,加入交(jiao)(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)對(dui)降(jiang)低靜(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓峰值和半(ban)(ban)衰(shuai)期作(zuo)用(yong)不大,因此,整(zheng)理滌(di)綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)時可(ke)不用(yong)交(jiao)(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)。原因可(ke)能(neng)是抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)劑(ji)TF-480能(neng)與滌(di)綸(lun)(lun)分子結(jie)合(he),交(jiao)(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)的(de)加入不起作(zuo)用(yong)。而(er)對(dui)錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)而(er)言(yan),當交(jiao)(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)質量濃(nong)度為6sL時,能(neng)降(jiang)低靜(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓峰值和半(ban)(ban)衰(shuai)期,抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)性最好,這(zhe)可(ke)能(neng)是因為抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)劑(ji)TF-480通過交(jiao)(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)與錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)發生(sheng)結(jie)合(he),提高了抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)劑(ji)在錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)上的(de)牢度,從而(er)可(ke)增加其耐(nai)久性。
3 結論
1)抗靜(jing)電劑(ji)(ji)TF-480對滌(di)綸和錦(jin)綸織物(wu)均有較好(hao)的(de)抗靜(jing)電效(xiao)果,且耐久性(xing)良好(hao)。滌(di)綸織物(wu)的(de)整(zheng)理工(gong)藝:整(zheng)理劑(ji)(ji)質量(liang)(liang)(liang)濃度(du)為30g/L,170℃×30s;錦(jin)綸織物(wu)的(de)整(zheng)理工(gong)藝:整(zheng)理劑(ji)(ji)質量(liang)(liang)(liang)濃度(du)為30~40g/L,交聯劑(ji)(ji)質量(liang)(liang)(liang)濃度(du)為6 g/L,180℃×40s。
2)從分(fen)子(zi)(zi)(zi)結構分(fen)析(xi),由于抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)劑TF-480和滌綸分(fen)子(zi)(zi)(zi)的結構相似,故(gu)該抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)劑能(neng)與(yu)滌綸分(fen)子(zi)(zi)(zi)較好(hao)結合,在整理中可(ke)(ke)不加(jia)交(jiao)聯(lian)劑:而錦綸為聚(ju)酰胺(an)高分(fen)子(zi)(zi)(zi)化(hua)合物,與(yu)抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)劑TF-480結構有(you)差(cha)異,抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)劑與(yu)錦綸纖維的結合力不強(qiang),為增加(jia)抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)劑牢度,提(ti)高抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)的耐久性(xing),可(ke)(ke)加(jia)入交(jiao)聯(lian)劑三聚(ju)氰胺(an),并以MgCl2為催化(hua)劑。