抗靜電劑對滌綸和錦綸織物的抗靜電效果
本文選用的(de)抗靜電劑(ji)TF-480是(shi)聚酯(zhi)聚醚(mi)類聚合物(wu),分(fen)子(zi)(zi)結(jie)(jie)構(gou)中的(de)對苯二甲酸乙二醇鏈段與滌綸(lun)大(da)分(fen)子(zi)(zi)結(jie)(jie)構(gou)相似,在高溫下,可(ke)進入聚酯(zhi)的(de)微軟化(hua)纖維(wei)表面而與聚酯(zhi)大(da)分(fen)子(zi)(zi)產生共結(jie)(jie)晶,固著(zhu)在滌綸(lun)上獲得耐久性:同時,其分(fen)子(zi)(zi)結(jie)(jie)構(gou)中含有聚醚(mi)鏈部(bu)分(fen),具有吸濕(shi)性,可(ke)提高織(zhi)物(wu)的(de)含濕(shi)量,增加(jia)導電性,加(jia)快(kuai)靜電荷的(de)逸散速度,賦予織(zhi)物(wu)一定的(de)抗靜電能(neng)(neng)力,同時使織(zhi)物(wu)具有易去污性能(neng)(neng)[11]。本文采用該整理劑(ji)對滌綸(lun)、錦綸(lun)織(zhi)物(wu)進行整理,優(you)化(hua)加(jia)工工藝(yi),以提高織(zhi)物(wu)的(de)抗靜電性能(neng)(neng)。
1 實驗部分
1.1材料與儀器
染(ran)色春亞紡(滌(di)綸(lun))和染(ran)色塔(ta)絲絨(錦綸(lun))(吳(wu)江盛虹印染(ran)公(gong)司提(ti)供),抗(kang)靜電劑TF-480,三聚(ju)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(se)儀,家用(yong)洗衣(yi)機。
1.2 實驗工(gong)藝
1.2.1 工藝流(liu)程
一(yi)浸(jin)一(yi)軋(軋液率(lv)80%)→預烘(90~95℃×1min)→焙烘→皂(zao)洗→水洗→烘干→抗(kang)靜電織物(wu)。
1.2.2 皂洗條件
洗衣粉2 g/L,純堿2 g/L,40℃,5 min,浴比 1:30,然(ran)后(hou)在(zai)清水中漂洗3次(ci)。為檢(jian)測整(zheng)理織(zhi)物抗(kang)靜(jing)電的耐久性(xing),以上操作重復20次(ci),烘干后(hou)得到抗(kang)靜(jing)電織(zhi)物。
1.2.3 織物抗靜電性(xing)測試
溫度(20±2)℃,相對濕度(35±2)%,平衡3h,測(ce)試靜電(dian)電(dian)壓和半衰期。
1.2.4織(zhi)物(wu)K/S值測試
采用(yong)D65光源和10°視場,測試織物K/S值。
2結果與討論
2.1 未經抗(kang)靜電劑整(zheng)理(li)織物的性能
未(wei)經抗(kang)靜電(dian)劑整(zheng)理織物的靜電(dian)性能和K/S值測試結果見表1。
表1 未(wei)整理織物的靜電性能和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(you)表1可知,未經(jing)整理(li)織物(wu)的(de)靜電電壓和半(ban)衰(shuai)期都很(hen)高,如直接服用(yong)會(hui)產生(sheng)嚴重的(de)靜電現象。水洗后的(de)K/S值低于水洗前的(de),主要是因為織物(wu)褪色的(de)緣(yuan)故。
2.2 抗(kang)靜電劑TF-480對(dui)織(zhi)物(wu)抗(kang)靜電整理
采用單因素法,用抗靜電劑(ji)TF-480分別對染(ran)色春亞紡和染(ran)色塔(ta)絲(si)絨(rong)進行處理,測試其整(zheng)理效果(guo),優化抗靜電劑(ji)質量(liang)濃度、焙烘溫(wen)度、處理時(shi)間和交(jiao)聯劑(ji)用量(liang)。
2.2.1抗靜(jing)電劑(ji)質量濃度(du)對抗靜(jing)電性(xing)能(neng)的影響
采用(yong)5種不同(tong)質量濃(nong)度的TF-480對織(zhi)物進行處理,經浸軋和180℃×30s整理后(hou)進行測(ce)試,結果見表2。
表2 抗靜(jing)電(dian)劑質量濃度(du)對(dui)織物(wu)抗靜(jing)電(dian)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(you)表2可(ke)(ke)知(zhi),用(yong)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑TF-480處理(li)(li)的(de)(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)效果(guo)相當明顯。當用(yong)質(zhi)(zhi)量濃度(du)(du)為30~40g/L的(de)(de)(de)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處理(li)(li)滌綸織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)后(hou),靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓和半(ban)衰(shuai)期(qi)最低(di),故質(zhi)(zhi)量濃度(du)(du)選擇30g/L為宜(yi)。對整(zheng)理(li)(li)前(qian)后(hou)滌綸織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)K/S值進行比較(jiao)發(fa)現,不(bu)管水洗前(qian)后(hou),整(zheng)理(li)(li)后(hou)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)K/S值均增加。對錦綸織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)而言(yan),用(yong)質(zhi)(zhi)量濃度(du)(du)為60g/L的(de)(de)(de)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處理(li)(li)的(de)(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)其靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓和半(ban)衰(shuai)期(qi)最低(di),但考(kao)慮到成本問(wen)題,經30g/L抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處理(li)(li)的(de)(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓較(jiao)低(di),經40g/L抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處理(li)(li)的(de)(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)半(ban)衰(shuai)期(qi)較(jiao)低(di),所(suo)以質(zhi)(zhi)量濃度(du)(du)可(ke)(ke)選擇30~40g/L。對整(zheng)理(li)(li)前(qian)后(hou)錦綸織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)K/S值進行比較(jiao)發(fa)現,不(bu)管水洗前(qian)后(hou),整(zheng)理(li)(li)后(hou)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)K/S值均降(jiang)低(di),織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)表觀顏色深度(du)(du)下降(jiang),這可(ke)(ke)能是因為抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑的(de)(de)(de)加入影響了染料的(de)(de)(de)發(fa)色。
2.2.2 焙(bei)烘溫(wen)度對(dui)織物抗靜電性能(neng)的影響
根據2.2.1測試情況,選擇抗靜電劑(ji)質(zhi)量濃度(du)為(wei)(wei)30g/L,焙烘時間為(wei)(wei)30s。測試焙烘溫(wen)度(du)對抗靜電為(wei)(wei)30g/L,焙烘時間為(wei)(wei)30s,測試焙烘溫(wen)度(du)對抗靜電性能(neng)的影響,結果見表3。
由表3可知,滌綸織(zhi)物經(jing)150~190 ℃焙烘后,靜電電壓峰值和半(ban)衰(shuai)期(qi)均很小,考慮(lv)到焙烘溫(wen)(wen)度(du)(du)是影響整(zheng)理效果的(de)一個重要因素,溫(wen)(wen)度(du)(du)過(guo)低,反應(ying)速率低,交聯反應(ying)不完全,溫(wen)(wen)度(du)(du)過(guo)高,手(shou)感變差,織(zhi)物易受損,因此,焙烘溫(wen)(wen)度(du)(du)選擇160~170℃為宜(yi)。就(jiu)錦(jin)綸織(zhi)物而言,經(jing)180℃爐烘的(de)織(zhi)物,其靜電電壓最低,半(ban)衰(shuai)期(qi)也(ye)較低,考慮(lv)到150~190℃圍內半(ban)衰(shuai)期(qi)變化不大,所以焙烘溫(wen)(wen)度(du)(du)以180℃為宜(yi)。
表3 焙烘溫度對織物抗(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 |
|
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(hong)時間(jian)對織物抗靜電性能的影響
根據2.2.1、2.2.2小節(jie)的(de)測試(shi)情況,選(xuan)擇質量濃度為30g/L的(de)抗靜(jing)電劑,滌綸織(zhi)(zhi)(zhi)物焙(bei)烘(hong)(hong)溫(wen)度選(xuan)擇 170℃,錦(jin)綸織(zhi)(zhi)(zhi)物焙(bei)烘(hong)(hong)溫(wen)度選(xuan)擇180℃,測試(shi)不同焙(bei)烘(hong)(hong)時間對(dui)織(zhi)(zhi)(zhi)物抗靜(jing)電性能(neng)的(de)影響,實驗結(jie)果見表4。
表4 焙烘時間(jian)對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4可(ke)(ke)知,焙(bei)烘時(shi)間(jian)對滌綸(lun)織物靜電電壓(ya)和半(ban)衰期影響不(bu)大(da)。考慮到焙(bei)烘時(shi)間(jian)過(guo)短,可(ke)(ke)能造成(cheng)反(fan)應不(bu)完全;時(shi)間(jian)過(guo)長,手感變粗糙,綜合各因(yin)素選擇30s為(wei)宜(yi)。就錦綸(lun)織物而言,當焙(bei)烘時(shi)間(jian)為(wei)40s時(shi),靜電電壓(ya)和半(ban)衰期最低,所以(yi)焙(bei)烘時(shi)間(jian)以(yi)40s為(wei)宜(yi)。
通過對抗靜電(dian)劑濃度(du)(du)、焙烘溫度(du)(du)和時間(jian)的(de)單(dan)因素實驗,得到整(zheng)理滌綸織(zhi)物較(jiao)合(he)適的(de)工(gong)藝:整(zheng)理劑質量濃度(du)(du)為30g/L,170℃×30s;整(zheng)理錦綸織(zhi)物較(jiao)合(he)適的(de)工(gong)藝:整(zheng)理劑質量濃度(du)(du)為30~40g/L,180℃×40s。
2.2.4 交聯劑質(zhi)量濃度(du)對織物抗靜電性能的影響
以三(san)聚氰胺為(wei)交(jiao)聯劑、MgCl2為(wei)催化劑,測試(shi)其對織物抗(kang)(kang)靜(jing)電性能(neng)的影響,實(shi)驗(yan)條件為(wei):抗(kang)(kang)靜(jing)電劑質量濃度30g/L,滌(di)綸織物170℃×30s,錦綸織物 180℃×30 s,結果(guo)見表(biao)5。
表5 交聯劑質量濃度對織(zhi)物抗靜電(dian)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 |
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)(ke)知(zhi),對滌(di)綸織(zhi)物來說,加(jia)入(ru)交聯(lian)(lian)劑對降低靜(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓峰值(zhi)和半衰(shuai)期作用(yong)不(bu)大(da),因此,整理滌(di)綸織(zhi)物時可(ke)(ke)(ke)不(bu)用(yong)交聯(lian)(lian)劑。原(yuan)因可(ke)(ke)(ke)能(neng)是(shi)(shi)抗靜(jing)電(dian)(dian)劑TF-480能(neng)與(yu)滌(di)綸分子(zi)結合,交聯(lian)(lian)劑的加(jia)入(ru)不(bu)起作用(yong)。而(er)(er)(er)對錦(jin)綸織(zhi)物而(er)(er)(er)言,當交聯(lian)(lian)劑質量濃度為6sL時,能(neng)降低靜(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓峰值(zhi)和半衰(shuai)期,抗靜(jing)電(dian)(dian)性最好,這可(ke)(ke)(ke)能(neng)是(shi)(shi)因為抗靜(jing)電(dian)(dian)劑TF-480通過(guo)交聯(lian)(lian)劑與(yu)錦(jin)綸發(fa)生結合,提(ti)高了抗靜(jing)電(dian)(dian)劑在錦(jin)綸上(shang)的牢度,從而(er)(er)(er)可(ke)(ke)(ke)增加(jia)其耐久性。
3 結論
1)抗靜電劑(ji)TF-480對滌綸和(he)錦綸織物(wu)均有較好的(de)抗靜電效果(guo),且耐久性(xing)良好。滌綸織物(wu)的(de)整理(li)工藝(yi):整理(li)劑(ji)質量(liang)(liang)濃度為30g/L,170℃×30s;錦綸織物(wu)的(de)整理(li)工藝(yi):整理(li)劑(ji)質量(liang)(liang)濃度為30~40g/L,交聯(lian)劑(ji)質量(liang)(liang)濃度為6 g/L,180℃×40s。
2)從分(fen)(fen)子結(jie)構(gou)分(fen)(fen)析,由于抗靜(jing)電劑(ji)TF-480和滌綸分(fen)(fen)子的結(jie)構(gou)相似(si),故該(gai)抗靜(jing)電劑(ji)能(neng)與(yu)滌綸分(fen)(fen)子較好結(jie)合,在整(zheng)理中可不加交聯劑(ji):而錦(jin)綸為(wei)聚(ju)酰胺(an)高分(fen)(fen)子化合物,與(yu)抗靜(jing)電劑(ji)TF-480結(jie)構(gou)有差(cha)異,抗靜(jing)電劑(ji)與(yu)錦(jin)綸纖維的結(jie)合力不強,為(wei)增加抗靜(jing)電劑(ji)牢度,提高抗靜(jing)電的耐久性,可加入交聯劑(ji)三聚(ju)氰胺(an),并以MgCl2為(wei)催化劑(ji)。