抗靜電劑對滌綸和錦綸織物的抗靜電效果
本(ben)文(wen)選用的(de)抗靜(jing)電劑TF-480是(shi)聚酯聚醚類聚合物(wu),分(fen)子結構中的(de)對苯(ben)二甲酸乙(yi)二醇鏈段與(yu)(yu)滌(di)綸大分(fen)子結構相似,在高溫下(xia),可(ke)進入聚酯的(de)微軟(ruan)化纖維(wei)表(biao)面而與(yu)(yu)聚酯大分(fen)子產生共結晶,固著在滌(di)綸上獲得耐久性(xing)(xing):同時(shi),其分(fen)子結構中含(han)有(you)聚醚鏈部(bu)分(fen),具(ju)有(you)吸濕性(xing)(xing),可(ke)提高織(zhi)(zhi)物(wu)的(de)含(han)濕量,增(zeng)加(jia)導電性(xing)(xing),加(jia)快靜(jing)電荷的(de)逸散速度(du),賦予(yu)織(zhi)(zhi)物(wu)一定的(de)抗靜(jing)電能(neng)力,同時(shi)使織(zhi)(zhi)物(wu)具(ju)有(you)易(yi)去污(wu)性(xing)(xing)能(neng)[11]。本(ben)文(wen)采用該整理劑對滌(di)綸、錦綸織(zhi)(zhi)物(wu)進行整理,優(you)化加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi),以提高織(zhi)(zhi)物(wu)的(de)抗靜(jing)電性(xing)(xing)能(neng)。
1 實驗部分
1.1材料與(yu)儀器
染(ran)(ran)色春亞紡(fang)(滌綸(lun))和染(ran)(ran)色塔絲絨(rong)(錦(jin)綸(lun))(吳江盛虹(hong)印染(ran)(ran)公司提供(gong)),抗(kang)靜電劑TF-480,三聚(ju)氰胺, MgCl2,純堿(jian),洗(xi)衣(yi)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測色儀,家用洗衣機。
1.2 實驗工藝
1.2.1 工藝流程
一浸一軋(軋液率(lv)80%)→預烘(90~95℃×1min)→焙烘→皂(zao)洗(xi)→水洗(xi)→烘干→抗靜電織(zhi)物(wu)。
1.2.2 皂洗條(tiao)件
洗衣粉2 g/L,純堿2 g/L,40℃,5 min,浴比 1:30,然后在清水中漂(piao)洗3次。為檢測整理織(zhi)物抗靜電的耐久性,以上操作重復20次,烘干后得到抗靜電織(zhi)物。
1.2.3 織物抗靜電性測試
溫度(20±2)℃,相對(dui)濕度(35±2)%,平衡(heng)3h,測試靜電電壓(ya)和半衰(shuai)期。
1.2.4織物(wu)K/S值測試(shi)
采用D65光源和10°視場(chang),測試(shi)織物(wu)K/S值(zhi)。
2結(jie)果與討(tao)論
2.1 未經抗(kang)靜電劑整(zheng)理織物的性能
未經抗(kang)靜電劑整理織物(wu)的靜電性能和(he)K/S值測(ce)試結果見表1。
表1 未整理織物的靜(jing)電性能和(he)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,未經整(zheng)理織物的(de)(de)靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓和半衰期都很高(gao),如直接服用會產(chan)生嚴重的(de)(de)靜(jing)(jing)電(dian)現象。水洗后的(de)(de)K/S值(zhi)低于水洗前的(de)(de),主要(yao)是因(yin)為織物褪色的(de)(de)緣故(gu)。
2.2 抗靜電劑TF-480對織物抗靜電整理
采用(yong)(yong)單(dan)因素法,用(yong)(yong)抗靜(jing)電劑(ji)TF-480分別(bie)對染色春亞紡和(he)染色塔絲(si)絨進行處理(li),測試其整理(li)效果,優化抗靜(jing)電劑(ji)質(zhi)量濃度(du)、焙烘溫度(du)、處理(li)時(shi)間和(he)交聯劑(ji)用(yong)(yong)量。
2.2.1抗靜(jing)電劑質量濃(nong)度(du)對(dui)抗靜(jing)電性能的影響
采用5種不同質量(liang)濃度的TF-480對織物(wu)進行處(chu)理,經浸軋和180℃×30s整理后進行測試,結果(guo)見表2。
表2 抗靜(jing)(jing)電劑質量濃度對(dui)織物抗靜(jing)(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(biao)2可知,用(yong)(yong)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑TF-480處(chu)理(li)的(de)(de)織(zhi)物(wu)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)效果相當(dang)(dang)明顯(xian)。當(dang)(dang)用(yong)(yong)質(zhi)量(liang)濃(nong)度(du)為(wei)30~40g/L的(de)(de)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處(chu)理(li)滌綸織(zhi)物(wu)后(hou)(hou),靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和半衰(shuai)期最(zui)低,故質(zhi)量(liang)濃(nong)度(du)選(xuan)擇30g/L為(wei)宜。對(dui)整(zheng)理(li)前(qian)(qian)(qian)后(hou)(hou)滌綸織(zhi)物(wu)的(de)(de)K/S值(zhi)(zhi)進(jin)行比(bi)較(jiao)發(fa)現,不管(guan)水(shui)洗(xi)前(qian)(qian)(qian)后(hou)(hou),整(zheng)理(li)后(hou)(hou)織(zhi)物(wu)的(de)(de)K/S值(zhi)(zhi)均增(zeng)加。對(dui)錦綸織(zhi)物(wu)而(er)言,用(yong)(yong)質(zhi)量(liang)濃(nong)度(du)為(wei)60g/L的(de)(de)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處(chu)理(li)的(de)(de)織(zhi)物(wu)其(qi)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和半衰(shuai)期最(zui)低,但考慮到成(cheng)本(ben)問題,經(jing)30g/L抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處(chu)理(li)的(de)(de)織(zhi)物(wu)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)較(jiao)低,經(jing)40g/L抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處(chu)理(li)的(de)(de)織(zhi)物(wu)半衰(shuai)期較(jiao)低,所以質(zhi)量(liang)濃(nong)度(du)可選(xuan)擇30~40g/L。對(dui)整(zheng)理(li)前(qian)(qian)(qian)后(hou)(hou)錦綸織(zhi)物(wu)的(de)(de)K/S值(zhi)(zhi)進(jin)行比(bi)較(jiao)發(fa)現,不管(guan)水(shui)洗(xi)前(qian)(qian)(qian)后(hou)(hou),整(zheng)理(li)后(hou)(hou)織(zhi)物(wu)的(de)(de)K/S值(zhi)(zhi)均降(jiang)低,織(zhi)物(wu)表(biao)觀顏色深度(du)下降(jiang),這可能是因為(wei)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑的(de)(de)加入影響了染(ran)料(liao)的(de)(de)發(fa)色。
2.2.2 焙烘溫度對織(zhi)物抗(kang)靜電性(xing)能的(de)影響
根據2.2.1測試(shi)情況,選(xuan)擇抗靜電(dian)劑質量濃度(du)為(wei)30g/L,焙烘時間(jian)(jian)為(wei)30s。測試(shi)焙烘溫度(du)對抗靜電(dian)為(wei)30g/L,焙烘時間(jian)(jian)為(wei)30s,測試(shi)焙烘溫度(du)對抗靜電(dian)性能的影響,結果(guo)見表3。
由(you)表3可(ke)知,滌綸織(zhi)物(wu)經150~190 ℃焙(bei)(bei)烘(hong)(hong)后,靜電(dian)電(dian)壓峰值和半衰(shuai)期(qi)均很小(xiao),考慮到焙(bei)(bei)烘(hong)(hong)溫(wen)度(du)是影響(xiang)整理效果的(de)一個重(zhong)要因素,溫(wen)度(du)過(guo)低,反(fan)應速率低,交聯反(fan)應不完全,溫(wen)度(du)過(guo)高,手感變差,織(zhi)物(wu)易(yi)受(shou)損,因此,焙(bei)(bei)烘(hong)(hong)溫(wen)度(du)選擇160~170℃為宜(yi)。就錦綸織(zhi)物(wu)而言(yan),經180℃爐烘(hong)(hong)的(de)織(zhi)物(wu),其靜電(dian)電(dian)壓最低,半衰(shuai)期(qi)也較低,考慮到150~190℃圍內半衰(shuai)期(qi)變化(hua)不大,所以焙(bei)(bei)烘(hong)(hong)溫(wen)度(du)以180℃為宜(yi)。
表3 焙烘溫度對織(zhi)物抗靜(jing)電性能(neng)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(xing)能的影響
根(gen)據2.2.1、2.2.2小節的測試(shi)情況(kuang),選擇質(zhi)量(liang)濃度(du)(du)為(wei)30g/L的抗靜電劑(ji),滌綸(lun)織(zhi)物焙烘溫度(du)(du)選擇 170℃,錦綸(lun)織(zhi)物焙烘溫度(du)(du)選擇180℃,測試(shi)不同焙烘時間(jian)對織(zhi)物抗靜電性能的影響(xiang),實(shi)驗結果見表4。
表4 焙烘時間對織物(wu)抗靜(jing)電性能(neng)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 |
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可知,焙(bei)(bei)烘(hong)時(shi)間對滌綸織(zhi)物靜電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓和半衰(shuai)(shuai)期影響不(bu)大。考慮(lv)到焙(bei)(bei)烘(hong)時(shi)間過短,可能(neng)造(zao)成(cheng)反(fan)應不(bu)完全;時(shi)間過長,手(shou)感變粗糙(cao),綜(zong)合各因素選擇30s為宜。就錦綸織(zhi)物而言,當焙(bei)(bei)烘(hong)時(shi)間為40s時(shi),靜電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓和半衰(shuai)(shuai)期最低,所以焙(bei)(bei)烘(hong)時(shi)間以40s為宜。
通過對抗靜電劑濃度、焙烘(hong)溫度和(he)時間的(de)單因(yin)素實驗,得(de)到整(zheng)理(li)滌綸織物(wu)(wu)較合(he)適(shi)的(de)工藝:整(zheng)理(li)劑質量濃度為30g/L,170℃×30s;整(zheng)理(li)錦(jin)綸織物(wu)(wu)較合(he)適(shi)的(de)工藝:整(zheng)理(li)劑質量濃度為30~40g/L,180℃×40s。
2.2.4 交聯劑(ji)質(zhi)量濃度對織物抗靜電(dian)性能(neng)的影響
以(yi)三聚氰胺(an)為交聯劑、MgCl2為催化劑,測試其對織(zhi)物抗(kang)靜電性(xing)能的影響,實驗條件為:抗(kang)靜電劑質(zhi)量濃度30g/L,滌綸織(zhi)物170℃×30s,錦綸織(zhi)物 180℃×30 s,結(jie)果見(jian)表(biao)5。
表5 交聯(lian)劑質(zhi)量濃度對織物抗靜電性能(neng)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 |
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)(ke)知(zhi),對滌(di)綸織物(wu)來說,加入交聯(lian)(lian)劑(ji)對降低靜(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)(ya)峰值(zhi)和(he)半衰期(qi)作用不大,因此,整理(li)滌(di)綸織物(wu)時可(ke)(ke)不用交聯(lian)(lian)劑(ji)。原因可(ke)(ke)能是抗(kang)(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)TF-480能與滌(di)綸分子(zi)結(jie)合(he)(he),交聯(lian)(lian)劑(ji)的加入不起作用。而(er)對錦綸織物(wu)而(er)言,當交聯(lian)(lian)劑(ji)質(zhi)量濃度為6sL時,能降低靜(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)(ya)峰值(zhi)和(he)半衰期(qi),抗(kang)(kang)(kang)靜(jing)電(dian)性(xing)最好(hao),這可(ke)(ke)能是因為抗(kang)(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)TF-480通過交聯(lian)(lian)劑(ji)與錦綸發生(sheng)結(jie)合(he)(he),提高了抗(kang)(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)在錦綸上的牢度,從(cong)而(er)可(ke)(ke)增(zeng)加其耐久性(xing)。
3 結論
1)抗靜電(dian)劑(ji)(ji)TF-480對滌綸和錦(jin)綸織(zhi)物均有較好的(de)抗靜電(dian)效果(guo),且耐久(jiu)性良好。滌綸織(zhi)物的(de)整理(li)(li)工(gong)(gong)藝:整理(li)(li)劑(ji)(ji)質量濃(nong)度(du)為(wei)30g/L,170℃×30s;錦(jin)綸織(zhi)物的(de)整理(li)(li)工(gong)(gong)藝:整理(li)(li)劑(ji)(ji)質量濃(nong)度(du)為(wei)30~40g/L,交聯劑(ji)(ji)質量濃(nong)度(du)為(wei)6 g/L,180℃×40s。
2)從分(fen)(fen)子(zi)結(jie)構(gou)分(fen)(fen)析(xi),由于抗(kang)(kang)靜電(dian)劑(ji)(ji)TF-480和滌綸分(fen)(fen)子(zi)的(de)結(jie)構(gou)相似,故該抗(kang)(kang)靜電(dian)劑(ji)(ji)能與(yu)滌綸分(fen)(fen)子(zi)較好結(jie)合,在整理中可不加交(jiao)聯劑(ji)(ji):而錦綸為聚酰胺高(gao)分(fen)(fen)子(zi)化合物,與(yu)抗(kang)(kang)靜電(dian)劑(ji)(ji)TF-480結(jie)構(gou)有差異(yi),抗(kang)(kang)靜電(dian)劑(ji)(ji)與(yu)錦綸纖(xian)維(wei)的(de)結(jie)合力不強,為增加抗(kang)(kang)靜電(dian)劑(ji)(ji)牢度,提高(gao)抗(kang)(kang)靜電(dian)的(de)耐久性(xing),可加入交(jiao)聯劑(ji)(ji)三聚氰胺,并(bing)以MgCl2為催(cui)化劑(ji)(ji)。