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)抗靜電(dian)劑(ji)TF-480是(shi)聚(ju)(ju)酯聚(ju)(ju)醚(mi)(mi)類聚(ju)(ju)合物(wu),分(fen)子(zi)結構(gou)中的(de)對苯二(er)甲酸乙二(er)醇鏈段(duan)與(yu)滌(di)綸(lun)大分(fen)子(zi)結構(gou)相似,在高(gao)溫下,可進入(ru)聚(ju)(ju)酯的(de)微(wei)軟化纖(xian)維表面而與(yu)聚(ju)(ju)酯大分(fen)子(zi)產生共(gong)結晶,固著在滌(di)綸(lun)上獲得(de)耐久(jiu)性:同(tong)時,其分(fen)子(zi)結構(gou)中含有聚(ju)(ju)醚(mi)(mi)鏈部分(fen),具(ju)有吸濕性,可提高(gao)織物(wu)的(de)含濕量,增加(jia)導(dao)電(dian)性,加(jia)快靜電(dian)荷(he)的(de)逸散速度,賦(fu)予織物(wu)一定的(de)抗靜電(dian)能(neng)力,同(tong)時使織物(wu)具(ju)有易去污性能(neng)[11]。本文采(cai)用(yong)該整理劑(ji)對滌(di)綸(lun)、錦綸(lun)織物(wu)進行(xing)整理,優化加(jia)工(gong)工(gong)藝,以提高(gao)織物(wu)的(de)抗靜電(dian)性能(neng)。
1 實驗部分
1.1材料與儀器
染(ran)色春亞(ya)紡(fang)(滌綸)和染(ran)色塔絲絨(錦綸)(吳江盛(sheng)虹印染(ran)公司提供),抗靜(jing)電劑TF-480,三聚氰胺, MgCl2,純堿,洗衣粉(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測色儀,家用洗衣機。
1.2 實驗工藝
1.2.1 工藝流程
一(yi)浸一(yi)軋(ya)(軋(ya)液率80%)→預烘(hong)(90~95℃×1min)→焙(bei)烘(hong)→皂洗→水洗→烘(hong)干→抗靜電(dian)織(zhi)物。
1.2.2 皂(zao)洗條(tiao)件
洗衣粉2 g/L,純(chun)堿(jian)2 g/L,40℃,5 min,浴(yu)比 1:30,然后在(zai)清水中(zhong)漂(piao)洗3次(ci)(ci)。為檢(jian)測(ce)整理(li)織物(wu)(wu)抗(kang)靜(jing)電的(de)耐久性,以上操(cao)作重復20次(ci)(ci),烘干(gan)后得到抗(kang)靜(jing)電織物(wu)(wu)。
1.2.3 織物抗靜(jing)電性測試
溫度(20±2)℃,相(xiang)對(dui)濕度(35±2)%,平(ping)衡3h,測試靜(jing)電電壓和半衰期。
1.2.4織物K/S值(zhi)測試
采用D65光源和10°視場,測試(shi)織物K/S值。
2結果與討論
2.1 未(wei)經抗靜電劑整(zheng)理織物(wu)的(de)性能(neng)
未(wei)經(jing)抗靜(jing)(jing)電(dian)劑整理織物的靜(jing)(jing)電(dian)性能(neng)和K/S值測(ce)試結果見表(biao)1。
表(biao)1 未整理(li)織(zhi)物(wu)的靜電性能和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 |
由表1可知,未經整理(li)織物的(de)靜電電壓(ya)和半衰期都很高,如直接服用(yong)會產生嚴(yan)重(zhong)的(de)靜電現象(xiang)。水洗后的(de)K/S值低于水洗前(qian)的(de),主要是因為(wei)織物褪(tun)色的(de)緣(yuan)故。
2.2 抗靜(jing)電劑TF-480對織(zhi)物抗靜(jing)電整理
采用單因(yin)素法(fa),用抗靜(jing)電劑TF-480分別對染(ran)色(se)春亞紡和染(ran)色(se)塔絲絨進(jin)行(xing)處理(li),測試(shi)其整理(li)效(xiao)果(guo),優化抗靜(jing)電劑質(zhi)量濃度、焙烘溫度、處理(li)時間和交(jiao)聯劑用量。
2.2.1抗(kang)靜(jing)電(dian)劑質量濃度(du)對抗(kang)靜(jing)電(dian)性能的影響(xiang)
采(cai)用5種不同(tong)質量濃(nong)度(du)的TF-480對織物(wu)進(jin)行處理,經(jing)浸軋(ya)和180℃×30s整理后進(jin)行測(ce)試,結果(guo)見(jian)表2。
表2 抗(kang)靜電劑質量(liang)濃度對織物抗(kang)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 |
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(yong)抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)TF-480處理(li)(li)的(de)織(zhi)物(wu)(wu)(wu)抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)果(guo)相(xiang)當(dang)明顯。當(dang)用(yong)質量(liang)濃(nong)度(du)為(wei)(wei)30~40g/L的(de)抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)處理(li)(li)滌(di)(di)綸(lun)織(zhi)物(wu)(wu)(wu)后(hou)(hou),靜(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和半衰(shuai)期(qi)最低(di)(di),故質量(liang)濃(nong)度(du)選(xuan)(xuan)擇30g/L為(wei)(wei)宜。對整(zheng)理(li)(li)前(qian)后(hou)(hou)滌(di)(di)綸(lun)織(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)K/S值(zhi)(zhi)進行比較發現,不管水(shui)洗前(qian)后(hou)(hou),整(zheng)理(li)(li)后(hou)(hou)織(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)K/S值(zhi)(zhi)均增加。對錦綸(lun)織(zhi)物(wu)(wu)(wu)而言(yan),用(yong)質量(liang)濃(nong)度(du)為(wei)(wei)60g/L的(de)抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)處理(li)(li)的(de)織(zhi)物(wu)(wu)(wu)其靜(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和半衰(shuai)期(qi)最低(di)(di),但考(kao)慮到成(cheng)本問題,經30g/L抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)處理(li)(li)的(de)織(zhi)物(wu)(wu)(wu)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)較低(di)(di),經40g/L抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)處理(li)(li)的(de)織(zhi)物(wu)(wu)(wu)半衰(shuai)期(qi)較低(di)(di),所以質量(liang)濃(nong)度(du)可選(xuan)(xuan)擇30~40g/L。對整(zheng)理(li)(li)前(qian)后(hou)(hou)錦綸(lun)織(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)K/S值(zhi)(zhi)進行比較發現,不管水(shui)洗前(qian)后(hou)(hou),整(zheng)理(li)(li)后(hou)(hou)織(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)K/S值(zhi)(zhi)均降(jiang)低(di)(di),織(zhi)物(wu)(wu)(wu)表觀顏色深度(du)下降(jiang),這可能是(shi)因(yin)為(wei)(wei)抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)的(de)加入影響了染料的(de)發色。
2.2.2 焙烘溫度對織(zhi)物抗靜電性能(neng)的影響
根(gen)據2.2.1測(ce)試情況,選擇(ze)抗(kang)靜(jing)電劑(ji)質量濃度為30g/L,焙(bei)烘時(shi)間為30s。測(ce)試焙(bei)烘溫(wen)度對(dui)抗(kang)靜(jing)電為30g/L,焙(bei)烘時(shi)間為30s,測(ce)試焙(bei)烘溫(wen)度對(dui)抗(kang)靜(jing)電性能的影響,結果見表(biao)3。
由表(biao)3可知,滌綸(lun)織物經150~190 ℃焙烘后,靜電電壓峰值和半衰(shuai)期均很小,考慮(lv)到焙烘溫(wen)(wen)(wen)度(du)是影響整理(li)效(xiao)果(guo)的一個重要因(yin)素,溫(wen)(wen)(wen)度(du)過(guo)低(di),反(fan)應(ying)速率低(di),交聯反(fan)應(ying)不完全(quan),溫(wen)(wen)(wen)度(du)過(guo)高,手感(gan)變(bian)差,織物易受損,因(yin)此,焙烘溫(wen)(wen)(wen)度(du)選擇160~170℃為宜。就(jiu)錦綸(lun)織物而言,經180℃爐烘的織物,其靜電電壓最低(di),半衰(shuai)期也較低(di),考慮(lv)到150~190℃圍(wei)內半衰(shuai)期變(bian)化不大,所以焙烘溫(wen)(wen)(wen)度(du)以180℃為宜。
表3 焙烘溫度對織物(wu)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 |
|
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(dian)性能的影響
根(gen)據2.2.1、2.2.2小(xiao)節的(de)測試情況(kuang),選擇(ze)質量濃度為30g/L的(de)抗靜(jing)電劑,滌(di)綸織(zhi)物(wu)(wu)焙烘溫(wen)度選擇(ze) 170℃,錦(jin)綸織(zhi)物(wu)(wu)焙烘溫(wen)度選擇(ze)180℃,測試不同(tong)焙烘時間對織(zhi)物(wu)(wu)抗靜(jing)電性能的(de)影響,實驗結果見表4。
表(biao)4 焙烘時間對(dui)織物抗靜(jing)電性能的(de)影(ying)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可知(zhi),焙(bei)(bei)(bei)烘時間(jian)對滌(di)綸(lun)織(zhi)物靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)和半衰期影響不大。考慮到焙(bei)(bei)(bei)烘時間(jian)過(guo)短,可能造(zao)成反應不完全;時間(jian)過(guo)長,手感變(bian)粗(cu)糙,綜合各(ge)因素選擇30s為(wei)宜(yi)。就錦綸(lun)織(zhi)物而言,當(dang)焙(bei)(bei)(bei)烘時間(jian)為(wei)40s時,靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)和半衰期最(zui)低,所以焙(bei)(bei)(bei)烘時間(jian)以40s為(wei)宜(yi)。
通過對(dui)抗(kang)靜(jing)電劑濃度(du)、焙(bei)烘溫度(du)和(he)時間(jian)的單因素實驗,得(de)到整(zheng)理滌(di)綸織物較(jiao)合(he)適的工藝(yi)(yi):整(zheng)理劑質量(liang)濃度(du)為30g/L,170℃×30s;整(zheng)理錦綸織物較(jiao)合(he)適的工藝(yi)(yi):整(zheng)理劑質量(liang)濃度(du)為30~40g/L,180℃×40s。
2.2.4 交聯劑(ji)質量濃度(du)對織物抗靜(jing)電性能(neng)的影響
以(yi)三(san)聚氰胺(an)為交聯劑、MgCl2為催(cui)化(hua)劑,測試(shi)其對織(zhi)物抗靜電性能的影響,實驗條件為:抗靜電劑質量濃度30g/L,滌綸織(zhi)物170℃×30s,錦綸織(zhi)物 180℃×30 s,結(jie)果(guo)見表5。
表5 交聯(lian)劑(ji)質量(liang)濃(nong)度對(dui)織物抗靜電性能(neng)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)(ke)知,對(dui)(dui)滌綸(lun)(lun)織(zhi)物(wu)來(lai)說,加(jia)入(ru)交(jiao)(jiao)聯(lian)(lian)劑(ji)對(dui)(dui)降低靜電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)峰值(zhi)和半(ban)衰(shuai)期作(zuo)用不(bu)(bu)大,因此,整理滌綸(lun)(lun)織(zhi)物(wu)時(shi)可(ke)(ke)不(bu)(bu)用交(jiao)(jiao)聯(lian)(lian)劑(ji)。原(yuan)因可(ke)(ke)能是抗靜電(dian)(dian)(dian)(dian)劑(ji)TF-480能與滌綸(lun)(lun)分子結合,交(jiao)(jiao)聯(lian)(lian)劑(ji)的加(jia)入(ru)不(bu)(bu)起作(zuo)用。而對(dui)(dui)錦綸(lun)(lun)織(zhi)物(wu)而言(yan),當交(jiao)(jiao)聯(lian)(lian)劑(ji)質量(liang)濃度為(wei)6sL時(shi),能降低靜電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)峰值(zhi)和半(ban)衰(shuai)期,抗靜電(dian)(dian)(dian)(dian)性最(zui)好,這可(ke)(ke)能是因為(wei)抗靜電(dian)(dian)(dian)(dian)劑(ji)TF-480通過交(jiao)(jiao)聯(lian)(lian)劑(ji)與錦綸(lun)(lun)發生(sheng)結合,提高了(le)抗靜電(dian)(dian)(dian)(dian)劑(ji)在錦綸(lun)(lun)上(shang)的牢度,從(cong)而可(ke)(ke)增加(jia)其(qi)耐久性。
3 結論
1)抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)TF-480對滌綸(lun)(lun)和錦(jin)綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)物均有較好的抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)效(xiao)果,且耐久(jiu)性(xing)良(liang)好。滌綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)物的整(zheng)理(li)工藝(yi):整(zheng)理(li)劑(ji)質量(liang)濃度(du)為30g/L,170℃×30s;錦(jin)綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)物的整(zheng)理(li)工藝(yi):整(zheng)理(li)劑(ji)質量(liang)濃度(du)為30~40g/L,交(jiao)聯劑(ji)質量(liang)濃度(du)為6 g/L,180℃×40s。
2)從分子(zi)結(jie)構分析,由于抗(kang)靜電(dian)劑TF-480和滌(di)(di)綸分子(zi)的結(jie)構相似,故該(gai)抗(kang)靜電(dian)劑能與(yu)(yu)滌(di)(di)綸分子(zi)較好結(jie)合(he)(he),在整理中可(ke)不加(jia)(jia)交聯劑:而錦(jin)綸為聚(ju)酰(xian)胺(an)高分子(zi)化(hua)合(he)(he)物,與(yu)(yu)抗(kang)靜電(dian)劑TF-480結(jie)構有差異(yi),抗(kang)靜電(dian)劑與(yu)(yu)錦(jin)綸纖維的結(jie)合(he)(he)力不強,為增加(jia)(jia)抗(kang)靜電(dian)劑牢度,提高抗(kang)靜電(dian)的耐久性,可(ke)加(jia)(jia)入交聯劑三聚(ju)氰胺(an),并(bing)以MgCl2為催化(hua)劑。