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抗靜電劑對滌綸和錦綸織物的抗靜電效果

時間:2016-07-10 11:22

本文選用(yong)的(de)抗(kang)(kang)靜(jing)電劑TF-480是(shi)聚(ju)(ju)酯(zhi)(zhi)聚(ju)(ju)醚類聚(ju)(ju)合物,分(fen)子結構(gou)中(zhong)的(de)對苯二(er)甲酸乙二(er)醇鏈段(duan)與(yu)滌(di)(di)綸大分(fen)子結構(gou)相似(si),在(zai)(zai)高溫(wen)下,可(ke)進入聚(ju)(ju)酯(zhi)(zhi)的(de)微軟化纖維表面(mian)而(er)與(yu)聚(ju)(ju)酯(zhi)(zhi)大分(fen)子產生共結晶,固著在(zai)(zai)滌(di)(di)綸上獲得耐久性:同(tong)時,其(qi)分(fen)子結構(gou)中(zhong)含(han)有聚(ju)(ju)醚鏈部分(fen),具(ju)有吸濕性,可(ke)提(ti)高織(zhi)物的(de)含(han)濕量,增加(jia)導電性,加(jia)快(kuai)靜(jing)電荷(he)的(de)逸散速度,賦(fu)予織(zhi)物一定(ding)的(de)抗(kang)(kang)靜(jing)電能力,同(tong)時使織(zhi)物具(ju)有易去污性能[11]。本文采用(yong)該整理劑對滌(di)(di)綸、錦綸織(zhi)物進行整理,優化加(jia)工(gong)工(gong)藝,以提(ti)高織(zhi)物的(de)抗(kang)(kang)靜(jing)電性能。

1 實驗(yan)部分

1.1材料與儀器

染(ran)色春亞(ya)紡(滌(di)綸)和染(ran)色塔絲絨(rong)(錦綸)(吳江盛虹印(yin)染(ran)公司提供),抗(kang)靜(jing)電劑TF-480,三聚氰胺, MgCl2,純(chun)堿,洗衣(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(yi)浸一(yi)軋(ya)(軋(ya)液率(lv)80%)→預烘(hong)(90~95℃×1min)→焙烘(hong)→皂洗→水洗→烘(hong)干→抗靜電織物。

1.2.2 皂洗條(tiao)件

洗衣(yi)粉2 g/L,純堿2 g/L,40℃,5 min,浴比 1:30,然后在清水中漂洗3次。為檢測整理織(zhi)(zhi)物抗靜電的耐久(jiu)性,以上操(cao)作重復20次,烘干(gan)后得(de)到(dao)抗靜電織(zhi)(zhi)物。

1.2.3 織物抗靜電性測試

溫度(20±2)℃,相(xiang)對濕(shi)度(35±2)%,平衡3h,測試靜電電壓和半衰(shuai)期。

1.2.4織物K/S值測(ce)試

采用D65光源和10°視場,測試織物K/S值。

2結果(guo)與討論

2.1 未(wei)經抗(kang)靜電劑整(zheng)理織物的性能

未經(jing)抗靜(jing)電(dian)劑(ji)整理織物的靜(jing)電(dian)性能和K/S值測試結果見表(biao)1。

表(biao)1 未整理織物的靜(jing)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,未經整理織物的(de)靜(jing)(jing)電電壓和半衰期都很(hen)高,如直接服用會產生嚴重的(de)靜(jing)(jing)電現象。水洗后(hou)的(de)K/S值低于水洗前的(de),主要(yao)是因(yin)為織物褪色的(de)緣故。

2.2 抗靜電劑(ji)TF-480對(dui)織物抗靜電整理

采用單(dan)因素法,用抗靜電劑(ji)TF-480分(fen)別(bie)對染色(se)春亞紡(fang)和染色(se)塔絲絨進行處理(li),測試其整理(li)效果,優(you)化抗靜電劑(ji)質(zhi)量濃(nong)度、焙(bei)烘溫度、處理(li)時間(jian)和交聯劑(ji)用量。

2.2.1抗(kang)靜電劑質量濃度(du)對抗(kang)靜電性能(neng)的影響

采用5種不(bu)同質量濃度(du)的TF-480對織物(wu)進行處理,經浸軋和180℃×30s整理后進行測試,結果見表2。

表2 抗(kang)靜電劑質量(liang)濃度對織(zhi)物抗(kang)靜電性能(neng)的影(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)(kang)(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑TF-480處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)織(zhi)物(wu)(wu)抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)效果相當明顯。當用質(zhi)量(liang)濃度(du)為(wei)30~40g/L的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處(chu)理(li)(li)(li)滌綸(lun)織(zhi)物(wu)(wu)后(hou),靜(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓和(he)半衰期(qi)最低(di)(di),故(gu)質(zhi)量(liang)濃度(du)選(xuan)擇30g/L為(wei)宜。對整理(li)(li)(li)前(qian)后(hou)滌綸(lun)織(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)K/S值(zhi)(zhi)進(jin)行比較(jiao)發(fa)(fa)現,不管水(shui)(shui)洗前(qian)后(hou),整理(li)(li)(li)后(hou)織(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)K/S值(zhi)(zhi)均增(zeng)加。對錦(jin)綸(lun)織(zhi)物(wu)(wu)而言,用質(zhi)量(liang)濃度(du)為(wei)60g/L的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)織(zhi)物(wu)(wu)其靜(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓和(he)半衰期(qi)最低(di)(di),但(dan)考慮(lv)到(dao)成本問題,經(jing)30g/L抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)織(zhi)物(wu)(wu)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓較(jiao)低(di)(di),經(jing)40g/L抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)織(zhi)物(wu)(wu)半衰期(qi)較(jiao)低(di)(di),所以質(zhi)量(liang)濃度(du)可選(xuan)擇30~40g/L。對整理(li)(li)(li)前(qian)后(hou)錦(jin)綸(lun)織(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)K/S值(zhi)(zhi)進(jin)行比較(jiao)發(fa)(fa)現,不管水(shui)(shui)洗前(qian)后(hou),整理(li)(li)(li)后(hou)織(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)K/S值(zhi)(zhi)均降低(di)(di),織(zhi)物(wu)(wu)表觀顏色深度(du)下降,這(zhe)可能是因(yin)為(wei)抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)劑的(de)(de)加入影響(xiang)了(le)染料(liao)的(de)(de)發(fa)(fa)色。

2.2.2 焙(bei)烘(hong)溫度(du)對(dui)織物抗靜電性(xing)能的影響

根據2.2.1測試情況(kuang),選擇(ze)抗靜(jing)電(dian)劑(ji)質(zhi)量濃(nong)度(du)為(wei)30g/L,焙烘(hong)(hong)時間(jian)為(wei)30s。測試焙烘(hong)(hong)溫(wen)度(du)對抗靜(jing)電(dian)為(wei)30g/L,焙烘(hong)(hong)時間(jian)為(wei)30s,測試焙烘(hong)(hong)溫(wen)度(du)對抗靜(jing)電(dian)性能(neng)的影響,結果見表3。

由表3可知,滌綸織(zhi)物經150~190 ℃焙(bei)(bei)烘(hong)(hong)后(hou),靜(jing)電電壓(ya)峰值和(he)半(ban)衰期均很小,考(kao)慮到焙(bei)(bei)烘(hong)(hong)溫(wen)度是影響整理效果的一個重要因(yin)素,溫(wen)度過低(di)(di),反應速率低(di)(di),交(jiao)聯反應不完全,溫(wen)度過高(gao),手感變差,織(zhi)物易受損,因(yin)此(ci),焙(bei)(bei)烘(hong)(hong)溫(wen)度選(xuan)擇160~170℃為宜。就錦(jin)綸織(zhi)物而(er)言(yan),經180℃爐烘(hong)(hong)的織(zhi)物,其靜(jing)電電壓(ya)最低(di)(di),半(ban)衰期也較低(di)(di),考(kao)慮到150~190℃圍內半(ban)衰期變化不大,所以焙(bei)(bei)烘(hong)(hong)溫(wen)度以180℃為宜。

表(biao)3 焙烘溫度對織物抗靜電性能的影響(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
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(zhi)物(wu)抗靜電性能(neng)的影響

根據2.2.1、2.2.2小節的(de)測試(shi)情況(kuang),選擇質量濃度(du)為30g/L的(de)抗靜(jing)(jing)電(dian)劑,滌綸織物(wu)焙(bei)烘溫度(du)選擇 170℃,錦綸織物(wu)焙(bei)烘溫度(du)選擇180℃,測試(shi)不同焙(bei)烘時間(jian)對織物(wu)抗靜(jing)(jing)電(dian)性(xing)能的(de)影響,實驗結果見(jian)表(biao)4。

表4 焙烘時間對織物抗靜電性(xing)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
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)(bei)烘(hong)時(shi)(shi)間對滌綸織物靜電(dian)電(dian)壓(ya)和半衰期(qi)影響(xiang)不大。考(kao)慮到(dao)焙(bei)(bei)烘(hong)時(shi)(shi)間過短(duan),可(ke)能造(zao)成反(fan)應不完全;時(shi)(shi)間過長,手感變粗糙,綜合各因(yin)素選擇30s為(wei)宜(yi)。就錦綸織物而言,當焙(bei)(bei)烘(hong)時(shi)(shi)間為(wei)40s時(shi)(shi),靜電(dian)電(dian)壓(ya)和半衰期(qi)最低,所以焙(bei)(bei)烘(hong)時(shi)(shi)間以40s為(wei)宜(yi)。

通過(guo)對抗靜(jing)電(dian)劑(ji)(ji)濃(nong)度、焙烘(hong)溫度和(he)時間(jian)的單因素實驗,得到整(zheng)理(li)滌綸織(zhi)物較合適(shi)的工藝:整(zheng)理(li)劑(ji)(ji)質量濃(nong)度為30g/L,170℃×30s;整(zheng)理(li)錦綸織(zhi)物較合適(shi)的工藝:整(zheng)理(li)劑(ji)(ji)質量濃(nong)度為30~40g/L,180℃×40s。

2.2.4 交聯劑質量濃度(du)對織物抗靜電性能的(de)影響

以三聚氰胺為交聯(lian)劑、MgCl2為催化劑,測試其對織(zhi)物抗靜(jing)電性能的(de)影響(xiang),實驗條件為:抗靜(jing)電劑質量濃度(du)30g/L,滌綸(lun)織(zhi)物170℃×30s,錦綸(lun)織(zhi)物 180℃×30 s,結果見表5。

表5 交聯劑質量濃度對(dui)織(zhi)物抗靜電性(xing)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)知,對(dui)滌(di)綸(lun)(lun)織(zhi)物(wu)來說,加(jia)入交聯(lian)劑對(dui)降低(di)靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓峰(feng)值和半(ban)衰期(qi)作用不大(da),因(yin)(yin)此,整(zheng)理滌(di)綸(lun)(lun)織(zhi)物(wu)時可(ke)不用交聯(lian)劑。原因(yin)(yin)可(ke)能是抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑TF-480能與滌(di)綸(lun)(lun)分子結(jie)合(he),交聯(lian)劑的(de)加(jia)入不起作用。而(er)對(dui)錦綸(lun)(lun)織(zhi)物(wu)而(er)言(yan),當(dang)交聯(lian)劑質量濃度(du)為6sL時,能降低(di)靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓峰(feng)值和半(ban)衰期(qi),抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)性最好,這可(ke)能是因(yin)(yin)為抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑TF-480通過(guo)交聯(lian)劑與錦綸(lun)(lun)發生結(jie)合(he),提高了抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑在錦綸(lun)(lun)上的(de)牢度(du),從(cong)而(er)可(ke)增加(jia)其(qi)耐久性。

3 結論

1)抗靜電劑TF-480對(dui)滌綸和錦綸織(zhi)(zhi)物均(jun)有(you)較好的(de)抗靜電效果,且耐久性良好。滌綸織(zhi)(zhi)物的(de)整(zheng)理(li)工藝:整(zheng)理(li)劑質(zhi)量(liang)濃(nong)度(du)為30g/L,170℃×30s;錦綸織(zhi)(zhi)物的(de)整(zheng)理(li)工藝:整(zheng)理(li)劑質(zhi)量(liang)濃(nong)度(du)為30~40g/L,交聯劑質(zhi)量(liang)濃(nong)度(du)為6 g/L,180℃×40s。

2)從分子(zi)結構分析,由于抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)劑(ji)TF-480和滌(di)綸分子(zi)的結構相似,故該抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)劑(ji)能(neng)與滌(di)綸分子(zi)較好結合(he),在整理(li)中可(ke)不加交(jiao)聯劑(ji):而(er)錦綸為聚酰(xian)胺高(gao)分子(zi)化(hua)合(he)物,與抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)劑(ji)TF-480結構有差異(yi),抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)劑(ji)與錦綸纖維的結合(he)力不強,為增加抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)劑(ji)牢度,提高(gao)抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)(dian)的耐久性,可(ke)加入(ru)交(jiao)聯劑(ji)三(san)聚氰胺,并(bing)以MgCl2為催化(hua)劑(ji)。

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