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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 11:33

本(ben)文選(xuan)用(yong)的(de)抗靜(jing)電(dian)(dian)劑TF-480是聚(ju)酯(zhi)聚(ju)醚類聚(ju)合物(wu),分子(zi)結(jie)(jie)構(gou)中的(de)對苯二(er)甲酸乙二(er)醇(chun)鏈(lian)段與(yu)滌綸(lun)大分子(zi)結(jie)(jie)構(gou)相似(si),在高(gao)溫(wen)下,可進(jin)入聚(ju)酯(zhi)的(de)微軟(ruan)化纖維(wei)表面而與(yu)聚(ju)酯(zhi)大分子(zi)產生共(gong)結(jie)(jie)晶,固(gu)著(zhu)在滌綸(lun)上(shang)獲得耐久性(xing):同時,其分子(zi)結(jie)(jie)構(gou)中含有聚(ju)醚鏈(lian)部分,具(ju)有吸濕(shi)性(xing),可提高(gao)織(zhi)(zhi)物(wu)的(de)含濕(shi)量,增加導電(dian)(dian)性(xing),加快靜(jing)電(dian)(dian)荷的(de)逸散速(su)度,賦予織(zhi)(zhi)物(wu)一定的(de)抗靜(jing)電(dian)(dian)能(neng)力,同時使織(zhi)(zhi)物(wu)具(ju)有易去污(wu)性(xing)能(neng)[11]。本(ben)文采(cai)用(yong)該(gai)整理劑對滌綸(lun)、錦綸(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)進(jin)行(xing)整理,優化加工工藝,以(yi)提高(gao)織(zhi)(zhi)物(wu)的(de)抗靜(jing)電(dian)(dian)性(xing)能(neng)。

1 實驗部分(fen)

1.1材(cai)料與儀器(qi)

染(ran)(ran)色春亞紡(滌綸(lun))和染(ran)(ran)色塔絲絨(rong)(錦綸(lun))(吳江盛虹印染(ran)(ran)公司(si)提(ti)供),抗靜電劑TF-480,三(san)聚氰(qing)胺, MgCl2,純堿,洗衣粉(市(shi)售)。

氣壓式軋(ya)車,小定型烘干機,YG342織物感(gan)應式靜電測試(shi)儀(yi),U測色儀(yi),家(jia)用洗衣機。

1.2 實驗工藝

1.2.1 工藝(yi)流程

一浸一軋(軋液率80%)→預烘(90~95℃×1min)→焙烘→皂洗(xi)(xi)→水洗(xi)(xi)→烘干→抗靜(jing)電織物。

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(jian)測(ce)整理織物抗靜(jing)電(dian)的(de)耐(nai)久性(xing),以(yi)上操作重復(fu)20次,烘干后得到抗靜(jing)電(dian)織物。

1.2.3 織物抗靜電性測試

溫度(du)(20±2)℃,相對濕度(du)(35±2)%,平衡3h,測試靜電電壓和半衰(shuai)期。

1.2.4織物(wu)K/S值測試

采用(yong)D65光源(yuan)和10°視場,測試(shi)織物K/S值。

2結果與討論

2.1 未經抗靜電劑整理(li)織物的性能(neng)

未經抗靜電(dian)劑整理織物的(de)靜電(dian)性能(neng)和K/S值測試結果見(jian)表1。

表1 未(wei)整理織物的靜電性能和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可知,未經(jing)整(zheng)理(li)織(zhi)物的(de)靜電(dian)電(dian)壓(ya)和半衰期都很高,如直接服用會產生嚴重的(de)靜電(dian)現象。水(shui)洗(xi)后的(de)K/S值低(di)于水(shui)洗(xi)前的(de),主要是因為織(zhi)物褪(tun)色的(de)緣故(gu)。

2.2 抗靜電劑TF-480對織物抗靜電整理(li)

采用單(dan)因素(su)法,用抗靜電劑TF-480分別對染色春亞紡(fang)和染色塔絲絨(rong)進行處(chu)理(li),測試其整理(li)效(xiao)果,優化抗靜電劑質量濃(nong)度、焙烘溫度、處(chu)理(li)時間和交(jiao)聯劑用量。

2.2.1抗靜電劑質量濃度(du)對抗靜電性能的影響

采用(yong)5種不同(tong)質量濃度(du)的TF-480對織物(wu)進行(xing)(xing)處理,經浸軋和180℃×30s整理后進行(xing)(xing)測(ce)試(shi),結(jie)果見表2。

表2 抗(kang)靜電劑質量濃度對織物抗(kang)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
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可知,用抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑TF-480處理(li)的織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)效果相當(dang)明顯。當(dang)用質(zhi)量濃度(du)為(wei)30~40g/L的抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處理(li)滌綸(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)后,靜(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和(he)半(ban)衰期最低(di)(di),故質(zhi)量濃度(du)選擇(ze)30g/L為(wei)宜(yi)。對(dui)整理(li)前(qian)后滌綸(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)的K/S值(zhi)(zhi)進(jin)(jin)行比較發(fa)現,不管水洗前(qian)后,整理(li)后織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)的K/S值(zhi)(zhi)均增加。對(dui)錦(jin)綸(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)而言,用質(zhi)量濃度(du)為(wei)60g/L的抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處理(li)的織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)其靜(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和(he)半(ban)衰期最低(di)(di),但考慮(lv)到成本問(wen)題(ti),經(jing)30g/L抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處理(li)的織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)靜(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)較低(di)(di),經(jing)40g/L抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處理(li)的織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)半(ban)衰期較低(di)(di),所(suo)以質(zhi)量濃度(du)可選擇(ze)30~40g/L。對(dui)整理(li)前(qian)后錦(jin)綸(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)的K/S值(zhi)(zhi)進(jin)(jin)行比較發(fa)現,不管水洗前(qian)后,整理(li)后織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)的K/S值(zhi)(zhi)均降低(di)(di),織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)表觀顏色(se)深度(du)下(xia)降,這可能是因為(wei)抗(kang)(kang)(kang)(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑的加入影響了(le)染(ran)料(liao)的發(fa)色(se)。

2.2.2 焙烘溫度對(dui)織物抗靜電(dian)性能的影(ying)響(xiang)

根(gen)據(ju)2.2.1測試情(qing)況,選(xuan)擇抗靜(jing)電劑質量濃(nong)度(du)為(wei)(wei)30g/L,焙烘(hong)時間(jian)為(wei)(wei)30s。測試焙烘(hong)溫(wen)度(du)對抗靜(jing)電為(wei)(wei)30g/L,焙烘(hong)時間(jian)為(wei)(wei)30s,測試焙烘(hong)溫(wen)度(du)對抗靜(jing)電性能(neng)的影響,結果(guo)見表(biao)3。

由(you)表3可知,滌(di)綸織(zhi)物(wu)經(jing)150~190 ℃焙(bei)烘(hong)后,靜(jing)電(dian)電(dian)壓峰值和(he)半(ban)(ban)衰期均很小,考慮到焙(bei)烘(hong)溫度(du)是影響整(zheng)理(li)效果的一個重(zhong)要因素,溫度(du)過低,反(fan)應(ying)(ying)速(su)率(lv)低,交聯反(fan)應(ying)(ying)不完全,溫度(du)過高,手感變差,織(zhi)物(wu)易受損,因此(ci),焙(bei)烘(hong)溫度(du)選擇160~170℃為宜(yi)(yi)。就錦綸織(zhi)物(wu)而言,經(jing)180℃爐烘(hong)的織(zhi)物(wu),其靜(jing)電(dian)電(dian)壓最低,半(ban)(ban)衰期也較低,考慮到150~190℃圍內半(ban)(ban)衰期變化不大(da),所以(yi)焙(bei)烘(hong)溫度(du)以(yi)180℃為宜(yi)(yi)。

表3 焙烘溫度對織物抗靜電(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電性(xing)能的影響

根(gen)據2.2.1、2.2.2小節的測(ce)試(shi)(shi)情況,選擇(ze)質量濃度(du)為30g/L的抗靜電(dian)劑(ji),滌綸織物(wu)焙烘(hong)溫(wen)度(du)選擇(ze) 170℃,錦(jin)綸織物(wu)焙烘(hong)溫(wen)度(du)選擇(ze)180℃,測(ce)試(shi)(shi)不同(tong)焙烘(hong)時間對織物(wu)抗靜電(dian)性能的影響,實驗結果見(jian)表4。

表4 焙(bei)烘時間對(dui)織(zhi)物抗靜(jing)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
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,焙烘時(shi)間對滌綸織物(wu)靜電電壓和半衰(shuai)期影響不大(da)。考(kao)慮到焙烘時(shi)間過短,可能造成反應不完全;時(shi)間過長,手感變粗糙,綜合各(ge)因素選擇(ze)30s為宜。就(jiu)錦綸織物(wu)而言,當(dang)焙烘時(shi)間為40s時(shi),靜電電壓和半衰(shuai)期最低(di),所以(yi)焙烘時(shi)間以(yi)40s為宜。

通過對抗(kang)靜電劑濃(nong)度、焙烘溫度和(he)時間的(de)單(dan)因素實驗,得到整(zheng)理(li)滌綸(lun)織(zhi)物(wu)較(jiao)合適的(de)工藝(yi)(yi):整(zheng)理(li)劑質量濃(nong)度為(wei)30g/L,170℃×30s;整(zheng)理(li)錦綸(lun)織(zhi)物(wu)較(jiao)合適的(de)工藝(yi)(yi):整(zheng)理(li)劑質量濃(nong)度為(wei)30~40g/L,180℃×40s。

2.2.4 交聯劑(ji)質量濃度對(dui)織物抗靜電(dian)性(xing)能的影響

以三聚氰胺為(wei)交(jiao)聯劑、MgCl2為(wei)催化劑,測試其對織(zhi)(zhi)(zhi)物抗(kang)靜電(dian)性(xing)能(neng)的影(ying)響,實(shi)驗(yan)條(tiao)件為(wei):抗(kang)靜電(dian)劑質量濃度30g/L,滌(di)綸(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)物170℃×30s,錦綸(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)物 180℃×30 s,結果見表5。

表5 交聯劑質量濃度對織(zhi)物抗靜電(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
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,對滌(di)綸(lun)(lun)(lun)(lun)織物(wu)來說,加(jia)(jia)入交聯(lian)劑(ji)對降低(di)靜電(dian)電(dian)壓峰值(zhi)和半衰期作用(yong)(yong)不大,因(yin)此(ci),整理滌(di)綸(lun)(lun)(lun)(lun)織物(wu)時(shi)(shi)可(ke)不用(yong)(yong)交聯(lian)劑(ji)。原因(yin)可(ke)能(neng)是(shi)抗靜電(dian)劑(ji)TF-480能(neng)與(yu)滌(di)綸(lun)(lun)(lun)(lun)分子結(jie)(jie)合,交聯(lian)劑(ji)的加(jia)(jia)入不起作用(yong)(yong)。而對錦綸(lun)(lun)(lun)(lun)織物(wu)而言,當交聯(lian)劑(ji)質量(liang)濃度為6sL時(shi)(shi),能(neng)降低(di)靜電(dian)電(dian)壓峰值(zhi)和半衰期,抗靜電(dian)性最好,這可(ke)能(neng)是(shi)因(yin)為抗靜電(dian)劑(ji)TF-480通(tong)過(guo)交聯(lian)劑(ji)與(yu)錦綸(lun)(lun)(lun)(lun)發生(sheng)結(jie)(jie)合,提高了抗靜電(dian)劑(ji)在錦綸(lun)(lun)(lun)(lun)上的牢度,從而可(ke)增(zeng)加(jia)(jia)其耐(nai)久(jiu)性。

3 結論

1)抗靜電(dian)劑TF-480對(dui)滌(di)綸和錦綸織物均(jun)有較好(hao)的(de)抗靜電(dian)效(xiao)果(guo),且耐久性良好(hao)。滌(di)綸織物的(de)整(zheng)理(li)工藝:整(zheng)理(li)劑質(zhi)(zhi)量(liang)濃(nong)度為(wei)30g/L,170℃×30s;錦綸織物的(de)整(zheng)理(li)工藝:整(zheng)理(li)劑質(zhi)(zhi)量(liang)濃(nong)度為(wei)30~40g/L,交聯(lian)劑質(zhi)(zhi)量(liang)濃(nong)度為(wei)6 g/L,180℃×40s。

2)從(cong)分(fen)(fen)子(zi)結(jie)構(gou)(gou)分(fen)(fen)析,由于(yu)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)劑(ji)TF-480和滌綸分(fen)(fen)子(zi)的(de)結(jie)構(gou)(gou)相似,故該抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)劑(ji)能與滌綸分(fen)(fen)子(zi)較好結(jie)合(he),在(zai)整理中(zhong)可不(bu)加交聯劑(ji):而錦(jin)綸為聚酰胺高分(fen)(fen)子(zi)化合(he)物,與抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)劑(ji)TF-480結(jie)構(gou)(gou)有差(cha)異(yi),抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)劑(ji)與錦(jin)綸纖維的(de)結(jie)合(he)力不(bu)強(qiang),為增(zeng)加抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)劑(ji)牢度,提高抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)的(de)耐久性,可加入(ru)交聯劑(ji)三聚氰(qing)胺,并以MgCl2為催化劑(ji)。

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