抗靜電劑對滌綸和錦綸織物的抗靜電效果
本(ben)(ben)文選(xuan)用(yong)的抗靜電劑(ji)TF-480是(shi)聚(ju)(ju)酯(zhi)聚(ju)(ju)醚(mi)類聚(ju)(ju)合物(wu),分(fen)子結(jie)(jie)構(gou)(gou)中的對苯二甲酸乙二醇(chun)鏈(lian)(lian)段(duan)與(yu)滌(di)綸大分(fen)子結(jie)(jie)構(gou)(gou)相似,在高溫下,可進(jin)入聚(ju)(ju)酯(zhi)的微軟化纖維表面而與(yu)聚(ju)(ju)酯(zhi)大分(fen)子產生共結(jie)(jie)晶,固(gu)著在滌(di)綸上獲得耐久性:同(tong)時,其分(fen)子結(jie)(jie)構(gou)(gou)中含(han)有聚(ju)(ju)醚(mi)鏈(lian)(lian)部分(fen),具有吸濕性,可提(ti)高織物(wu)的含(han)濕量,增加(jia)導(dao)電性,加(jia)快靜電荷的逸散速度(du),賦予織物(wu)一定的抗靜電能力,同(tong)時使織物(wu)具有易去污性能[11]。本(ben)(ben)文采用(yong)該整理(li)劑(ji)對滌(di)綸、錦綸織物(wu)進(jin)行整理(li),優(you)化加(jia)工(gong)工(gong)藝,以提(ti)高織物(wu)的抗靜電性能。
1 實驗部分(fen)
1.1材料與(yu)儀(yi)器
染色(se)春亞(ya)紡(fang)(滌綸(lun))和(he)染色(se)塔絲(si)絨(錦(jin)綸(lun))(吳江(jiang)盛(sheng)虹印染公司提供),抗(kang)靜電劑TF-480,三聚氰胺, MgCl2,純堿(jian),洗衣粉(市售(shou))。
氣壓式軋車,小定型烘干機,YG342織物感應式靜電測試儀,U測色儀,家用洗衣機。
1.2 實驗工藝
1.2.1 工藝流程(cheng)
一浸一軋(軋液率(lv)80%)→預烘(90~95℃×1min)→焙烘→皂(zao)洗→水洗→烘干→抗靜電織(zhi)物。
1.2.2 皂洗(xi)條件
洗衣(yi)粉2 g/L,純(chun)堿2 g/L,40℃,5 min,浴比 1:30,然后(hou)在清水中漂洗3次(ci)。為檢測整理織(zhi)物抗(kang)靜(jing)電的耐久(jiu)性,以上操作重復20次(ci),烘干后(hou)得(de)到抗(kang)靜(jing)電織(zhi)物。
1.2.3 織(zhi)物抗靜電性測試
溫度(du)(20±2)℃,相對濕度(du)(35±2)%,平衡(heng)3h,測試靜電電壓和半衰期(qi)。
1.2.4織物K/S值測試
采(cai)用D65光(guang)源和10°視(shi)場,測(ce)試織物K/S值。
2結果與討論
2.1 未經抗靜電劑整理織物的(de)性能
未經抗靜電(dian)劑整理織物的(de)靜電(dian)性(xing)能和(he)K/S值測(ce)試(shi)結果見表(biao)1。
表1 未(wei)整理織(zhi)物的靜電(dian)性能和K/S值(zhi)
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 |
由表1可(ke)知,未經整理織物的(de)靜電(dian)電(dian)壓和半(ban)衰期都很高,如直接服用會產生(sheng)嚴重的(de)靜電(dian)現(xian)象(xiang)。水洗后的(de)K/S值低于水洗前(qian)的(de),主(zhu)要是因(yin)為織物褪色的(de)緣(yuan)故(gu)。
2.2 抗靜電劑TF-480對織(zhi)物抗靜電整理
采用單(dan)因素法,用抗靜(jing)電劑TF-480分別(bie)對染色春(chun)亞紡和染色塔(ta)絲(si)絨(rong)進(jin)行處理,測試其整(zheng)理效果(guo),優(you)化抗靜(jing)電劑質量(liang)濃度、焙烘溫度、處理時間和交聯劑用量(liang)。
2.2.1抗靜(jing)電(dian)劑質量濃度對抗靜(jing)電(dian)性能的影響(xiang)
采用5種不同質(zhi)量(liang)濃度的TF-480對織(zhi)物(wu)進行處理(li),經浸軋和180℃×30s整理(li)后進行測試(shi),結(jie)果見表2。
表2 抗靜電劑質量(liang)濃度(du)對織物(wu)抗靜電性(xing)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 |
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)(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)(ji)TF-480處(chu)理(li)(li)(li)的(de)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)效果相當明顯。當用質量濃度(du)為30~40g/L的(de)抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)(ji)處(chu)理(li)(li)(li)滌綸(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)后(hou),靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)和半(ban)衰期(qi)最(zui)低(di)(di),故質量濃度(du)選擇30g/L為宜(yi)。對(dui)整(zheng)理(li)(li)(li)前(qian)后(hou)滌綸(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)K/S值(zhi)(zhi)進行比(bi)較發(fa)現,不管(guan)水洗(xi)(xi)前(qian)后(hou),整(zheng)理(li)(li)(li)后(hou)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)K/S值(zhi)(zhi)均增(zeng)加。對(dui)錦綸(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)而言,用質量濃度(du)為60g/L的(de)抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)(ji)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)其靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)和半(ban)衰期(qi)最(zui)低(di)(di),但(dan)考慮到成本問題,經30g/L抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)(ji)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)較低(di)(di),經40g/L抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)(ji)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)半(ban)衰期(qi)較低(di)(di),所以(yi)質量濃度(du)可選擇30~40g/L。對(dui)整(zheng)理(li)(li)(li)前(qian)后(hou)錦綸(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)K/S值(zhi)(zhi)進行比(bi)較發(fa)現,不管(guan)水洗(xi)(xi)前(qian)后(hou),整(zheng)理(li)(li)(li)后(hou)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)K/S值(zhi)(zhi)均降(jiang)(jiang)低(di)(di),織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)表觀顏色(se)深度(du)下降(jiang)(jiang),這可能是因(yin)為抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)(ji)的(de)加入影響了染(ran)料的(de)發(fa)色(se)。
2.2.2 焙烘溫度對織物抗靜電(dian)性能的影響
根據2.2.1測(ce)試(shi)情(qing)況(kuang),選擇(ze)抗靜電劑(ji)質量濃度(du)為30g/L,焙烘(hong)時間為30s。測(ce)試(shi)焙烘(hong)溫度(du)對抗靜電為30g/L,焙烘(hong)時間為30s,測(ce)試(shi)焙烘(hong)溫度(du)對抗靜電性(xing)能的影響,結果見表3。
由表3可(ke)知,滌(di)綸織(zhi)(zhi)物(wu)經150~190 ℃焙烘后,靜電電壓峰(feng)值和半衰期(qi)均很小,考(kao)慮到(dao)(dao)焙烘溫(wen)度(du)是影響整理效果的(de)一個重要因素(su),溫(wen)度(du)過低,反應速率低,交聯(lian)反應不(bu)完全,溫(wen)度(du)過高,手感(gan)變差,織(zhi)(zhi)物(wu)易受損,因此,焙烘溫(wen)度(du)選擇160~170℃為(wei)宜。就(jiu)錦綸織(zhi)(zhi)物(wu)而言,經180℃爐烘的(de)織(zhi)(zhi)物(wu),其靜電電壓最低,半衰期(qi)也較低,考(kao)慮到(dao)(dao)150~190℃圍內(nei)半衰期(qi)變化(hua)不(bu)大,所以焙烘溫(wen)度(du)以180℃為(wei)宜。
表(biao)3 焙烘溫度(du)對(dui)織物抗靜電(dian)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(jing)電性(xing)能的影響
根據(ju)2.2.1、2.2.2小節的測試情(qing)況,選(xuan)擇(ze)質量濃度為30g/L的抗靜(jing)電劑(ji),滌綸織物(wu)焙(bei)烘溫度選(xuan)擇(ze) 170℃,錦綸織物(wu)焙(bei)烘溫度選(xuan)擇(ze)180℃,測試不(bu)同(tong)焙(bei)烘時間對織物(wu)抗靜(jing)電性能的影(ying)響,實驗結果見表4。
表4 焙烘時間對織物(wu)抗靜電性能的影響(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 |
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4可(ke)知,焙(bei)烘時(shi)(shi)間(jian)對滌綸(lun)織物靜(jing)電(dian)電(dian)壓和半衰期影(ying)響不大(da)。考(kao)慮到(dao)焙(bei)烘時(shi)(shi)間(jian)過(guo)短,可(ke)能造成反應(ying)不完全;時(shi)(shi)間(jian)過(guo)長,手感變粗糙,綜合各因素選擇30s為(wei)宜。就(jiu)錦綸(lun)織物而言,當焙(bei)烘時(shi)(shi)間(jian)為(wei)40s時(shi)(shi),靜(jing)電(dian)電(dian)壓和半衰期最低,所(suo)以焙(bei)烘時(shi)(shi)間(jian)以40s為(wei)宜。
通過對(dui)抗靜電(dian)劑濃(nong)度、焙(bei)烘溫度和時間的(de)單因素(su)實驗,得到整(zheng)(zheng)理(li)滌綸織(zhi)物較合適(shi)的(de)工(gong)藝(yi):整(zheng)(zheng)理(li)劑質量濃(nong)度為30g/L,170℃×30s;整(zheng)(zheng)理(li)錦綸織(zhi)物較合適(shi)的(de)工(gong)藝(yi):整(zheng)(zheng)理(li)劑質量濃(nong)度為30~40g/L,180℃×40s。
2.2.4 交聯劑質量濃(nong)度對織物抗靜電性能的影響
以三聚氰胺(an)為交聯劑、MgCl2為催化劑,測試(shi)其對(dui)織(zhi)物(wu)抗(kang)靜電性能的(de)影響(xiang),實驗條(tiao)件為:抗(kang)靜電劑質量濃度30g/L,滌綸(lun)織(zhi)物(wu)170℃×30s,錦綸(lun)織(zhi)物(wu) 180℃×30 s,結果見表5。
表5 交聯(lian)劑質量(liang)濃度對織(zhi)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5可(ke)知,對(dui)(dui)滌(di)(di)綸(lun)(lun)織物(wu)來說(shuo),加入交(jiao)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)對(dui)(dui)降(jiang)低靜電(dian)電(dian)壓峰(feng)值和(he)半(ban)衰(shuai)期作用(yong)不(bu)(bu)大,因此,整理滌(di)(di)綸(lun)(lun)織物(wu)時可(ke)不(bu)(bu)用(yong)交(jiao)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)。原(yuan)因可(ke)能(neng)是(shi)抗(kang)(kang)靜電(dian)劑(ji)(ji)TF-480能(neng)與滌(di)(di)綸(lun)(lun)分子結(jie)合,交(jiao)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)的加入不(bu)(bu)起作用(yong)。而(er)對(dui)(dui)錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)織物(wu)而(er)言(yan),當交(jiao)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)質(zhi)量(liang)濃度(du)為6sL時,能(neng)降(jiang)低靜電(dian)電(dian)壓峰(feng)值和(he)半(ban)衰(shuai)期,抗(kang)(kang)靜電(dian)性最(zui)好,這可(ke)能(neng)是(shi)因為抗(kang)(kang)靜電(dian)劑(ji)(ji)TF-480通過(guo)交(jiao)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)與錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)發生結(jie)合,提高(gao)了抗(kang)(kang)靜電(dian)劑(ji)(ji)在錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)上的牢度(du),從而(er)可(ke)增加其耐久(jiu)性。
3 結論
1)抗(kang)靜電劑(ji)(ji)TF-480對滌綸和錦綸織(zhi)物(wu)均有較好的(de)(de)抗(kang)靜電效果,且耐久性良好。滌綸織(zhi)物(wu)的(de)(de)整理工(gong)藝:整理劑(ji)(ji)質量濃(nong)(nong)度(du)為30g/L,170℃×30s;錦綸織(zhi)物(wu)的(de)(de)整理工(gong)藝:整理劑(ji)(ji)質量濃(nong)(nong)度(du)為30~40g/L,交聯(lian)劑(ji)(ji)質量濃(nong)(nong)度(du)為6 g/L,180℃×40s。
2)從分(fen)子(zi)結(jie)構分(fen)析(xi),由(you)于(yu)抗(kang)靜電(dian)(dian)劑(ji)(ji)TF-480和滌綸(lun)(lun)(lun)分(fen)子(zi)的結(jie)構相(xiang)似,故該抗(kang)靜電(dian)(dian)劑(ji)(ji)能與滌綸(lun)(lun)(lun)分(fen)子(zi)較好結(jie)合,在(zai)整理(li)中可(ke)不(bu)(bu)加交(jiao)聯劑(ji)(ji):而(er)錦綸(lun)(lun)(lun)為(wei)聚酰胺高分(fen)子(zi)化合物(wu),與抗(kang)靜電(dian)(dian)劑(ji)(ji)TF-480結(jie)構有差異,抗(kang)靜電(dian)(dian)劑(ji)(ji)與錦綸(lun)(lun)(lun)纖(xian)維的結(jie)合力不(bu)(bu)強,為(wei)增加抗(kang)靜電(dian)(dian)劑(ji)(ji)牢度,提高抗(kang)靜電(dian)(dian)的耐久性,可(ke)加入交(jiao)聯劑(ji)(ji)三聚氰胺,并以MgCl2為(wei)催化劑(ji)(ji)。