抗靜電劑對滌綸和錦綸織物的抗靜電效果
本文選(xuan)用的(de)(de)抗靜(jing)電劑TF-480是聚酯(zhi)聚醚類聚合物(wu)(wu),分子結(jie)構中(zhong)的(de)(de)對苯(ben)二(er)甲酸乙二(er)醇鏈段與滌綸大分子結(jie)構相似(si),在高(gao)溫(wen)下,可進入聚酯(zhi)的(de)(de)微(wei)軟(ruan)化(hua)纖維表面(mian)而與聚酯(zhi)大分子產生共(gong)結(jie)晶,固著在滌綸上獲得(de)耐久(jiu)性(xing)(xing):同(tong)時,其分子結(jie)構中(zhong)含(han)有(you)聚醚鏈部分,具有(you)吸濕(shi)性(xing)(xing),可提高(gao)織物(wu)(wu)的(de)(de)含(han)濕(shi)量,增加(jia)導電性(xing)(xing),加(jia)快靜(jing)電荷(he)的(de)(de)逸散速度,賦予織物(wu)(wu)一定的(de)(de)抗靜(jing)電能力,同(tong)時使織物(wu)(wu)具有(you)易去污性(xing)(xing)能[11]。本文采(cai)用該整理劑對滌綸、錦綸織物(wu)(wu)進行整理,優(you)化(hua)加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi),以提高(gao)織物(wu)(wu)的(de)(de)抗靜(jing)電性(xing)(xing)能。
1 實驗部分
1.1材料與儀器(qi)
染(ran)(ran)色春亞紡(滌(di)綸)和染(ran)(ran)色塔絲絨(錦(jin)綸)(吳江盛虹印(yin)染(ran)(ran)公司提供),抗靜電劑TF-480,三聚氰胺, MgCl2,純堿,洗衣粉(市(shi)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(liu)程
一浸一軋(軋液率80%)→預烘(90~95℃×1min)→焙(bei)烘→皂洗(xi)→水(shui)洗(xi)→烘干→抗靜電織物。
1.2.2 皂洗條件(jian)
洗(xi)衣粉2 g/L,純堿2 g/L,40℃,5 min,浴比 1:30,然(ran)后(hou)(hou)在清(qing)水中漂洗(xi)3次。為(wei)檢測整(zheng)理織物(wu)抗(kang)靜(jing)電(dian)的耐久性(xing),以上操(cao)作重復(fu)20次,烘(hong)干后(hou)(hou)得(de)到抗(kang)靜(jing)電(dian)織物(wu)。
1.2.3 織物抗靜(jing)電性測試
溫(wen)度(du)(20±2)℃,相對濕度(du)(35±2)%,平衡3h,測試靜電(dian)電(dian)壓和半衰(shuai)期(qi)。
1.2.4織物K/S值(zhi)測試(shi)
采用D65光源和10°視場(chang),測試織物(wu)K/S值(zhi)。
2結果與討論(lun)
2.1 未經抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)整(zheng)理織物(wu)的(de)性能
未經抗靜電(dian)劑(ji)整(zheng)理織物(wu)的靜電(dian)性(xing)能和K/S值測試結果見(jian)表1。
表1 未(wei)整理織物(wu)的靜電性(xing)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(zheng)理織(zhi)物的(de)(de)靜電(dian)電(dian)壓和半衰期(qi)都很高,如直接服用會產生嚴重的(de)(de)靜電(dian)現象。水洗后(hou)的(de)(de)K/S值低于水洗前的(de)(de),主要是因為織(zhi)物褪色的(de)(de)緣故(gu)。
2.2 抗靜(jing)電劑(ji)TF-480對織物抗靜(jing)電整理
采用單因素法,用抗靜電劑TF-480分別對染色春(chun)亞紡(fang)和染色塔絲絨進(jin)行處理(li),測試其整理(li)效(xiao)果,優化抗靜電劑質量(liang)濃度、焙烘溫(wen)度、處理(li)時間和交(jiao)聯(lian)劑用量(liang)。
2.2.1抗靜電劑質量(liang)濃(nong)度(du)對抗靜電性能的影響
采用5種不同質量濃度的TF-480對織物進行處理,經浸(jin)軋和(he)180℃×30s整(zheng)理后進行測試(shi),結果(guo)見表(biao)2。
表2 抗靜電劑質量濃(nong)度對織物(wu)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 |
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)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)(ji)TF-480處理的(de)(de)織(zhi)物(wu)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)效果相當(dang)明(ming)顯。當(dang)用(yong)質(zhi)量(liang)濃(nong)度(du)為(wei)(wei)30~40g/L的(de)(de)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)(ji)處理滌(di)綸織(zhi)物(wu)后(hou),靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)和(he)半(ban)衰(shuai)(shuai)期最低(di),故質(zhi)量(liang)濃(nong)度(du)選擇30g/L為(wei)(wei)宜(yi)。對整(zheng)(zheng)理前(qian)后(hou)滌(di)綸織(zhi)物(wu)的(de)(de)K/S值進行比(bi)較(jiao)發現(xian),不(bu)管(guan)水(shui)(shui)洗前(qian)后(hou),整(zheng)(zheng)理后(hou)織(zhi)物(wu)的(de)(de)K/S值均增加。對錦綸織(zhi)物(wu)而言(yan),用(yong)質(zhi)量(liang)濃(nong)度(du)為(wei)(wei)60g/L的(de)(de)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)(ji)處理的(de)(de)織(zhi)物(wu)其靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)和(he)半(ban)衰(shuai)(shuai)期最低(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(ji)(ji)(ji)處理的(de)(de)織(zhi)物(wu)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)較(jiao)低(di),經40g/L抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)(ji)處理的(de)(de)織(zhi)物(wu)半(ban)衰(shuai)(shuai)期較(jiao)低(di),所以質(zhi)量(liang)濃(nong)度(du)可選擇30~40g/L。對整(zheng)(zheng)理前(qian)后(hou)錦綸織(zhi)物(wu)的(de)(de)K/S值進行比(bi)較(jiao)發現(xian),不(bu)管(guan)水(shui)(shui)洗前(qian)后(hou),整(zheng)(zheng)理后(hou)織(zhi)物(wu)的(de)(de)K/S值均降(jiang)低(di),織(zhi)物(wu)表觀顏色深度(du)下降(jiang),這可能是因(yin)為(wei)(wei)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)加入影響了染料(liao)的(de)(de)發色。
2.2.2 焙烘溫(wen)度對(dui)織物抗靜電性能的影響
根據2.2.1測試(shi)情況,選擇抗(kang)(kang)靜電(dian)劑(ji)質(zhi)量濃度(du)(du)為(wei)(wei)30g/L,焙烘(hong)時間為(wei)(wei)30s。測試(shi)焙烘(hong)溫度(du)(du)對抗(kang)(kang)靜電(dian)為(wei)(wei)30g/L,焙烘(hong)時間為(wei)(wei)30s,測試(shi)焙烘(hong)溫度(du)(du)對抗(kang)(kang)靜電(dian)性能的影響,結果見(jian)表(biao)3。
由表3可知(zhi),滌綸織(zhi)(zhi)物(wu)經150~190 ℃焙(bei)烘(hong)后,靜電(dian)電(dian)壓(ya)峰值和(he)半(ban)衰期均很小,考(kao)慮到焙(bei)烘(hong)溫(wen)(wen)度(du)是影響整理效(xiao)果(guo)的一個(ge)重要因(yin)素,溫(wen)(wen)度(du)過(guo)低,反應速率低,交(jiao)聯(lian)反應不(bu)完全,溫(wen)(wen)度(du)過(guo)高,手感(gan)變差,織(zhi)(zhi)物(wu)易受損,因(yin)此,焙(bei)烘(hong)溫(wen)(wen)度(du)選擇160~170℃為宜。就錦綸織(zhi)(zhi)物(wu)而(er)言(yan),經180℃爐(lu)烘(hong)的織(zhi)(zhi)物(wu),其靜電(dian)電(dian)壓(ya)最低,半(ban)衰期也較低,考(kao)慮到150~190℃圍內(nei)半(ban)衰期變化不(bu)大(da),所以焙(bei)烘(hong)溫(wen)(wen)度(du)以180℃為宜。
表3 焙烘溫度(du)對織(zhi)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 |
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(jing)電性能的影響(xiang)
根據(ju)2.2.1、2.2.2小節的(de)測試情(qing)況(kuang),選擇(ze)質量濃度為30g/L的(de)抗靜(jing)電劑,滌綸織(zhi)物(wu)(wu)焙烘(hong)溫(wen)度選擇(ze) 170℃,錦綸織(zhi)物(wu)(wu)焙烘(hong)溫(wen)度選擇(ze)180℃,測試不同焙烘(hong)時間對織(zhi)物(wu)(wu)抗靜(jing)電性能(neng)的(de)影響,實(shi)驗(yan)結果見表(biao)4。
表4 焙烘時間對織物抗靜電(dian)性(xing)能的影(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 |
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(you)表4可知(zhi),焙烘(hong)(hong)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)對滌(di)綸織(zhi)物靜電(dian)電(dian)壓和半衰期影響不大。考慮(lv)到焙烘(hong)(hong)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)過(guo)短,可能造成反(fan)應不完全;時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)過(guo)長,手感變粗糙,綜合各因素選(xuan)擇30s為(wei)(wei)宜(yi)。就錦綸織(zhi)物而言(yan),當焙烘(hong)(hong)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)為(wei)(wei)40s時(shi)(shi)(shi),靜電(dian)電(dian)壓和半衰期最低,所以焙烘(hong)(hong)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)以40s為(wei)(wei)宜(yi)。
通(tong)過對抗靜電劑(ji)濃度、焙烘(hong)溫度和時間的單因素實(shi)驗,得(de)到整(zheng)理(li)滌綸織(zhi)物較(jiao)合適的工藝:整(zheng)理(li)劑(ji)質量濃度為30g/L,170℃×30s;整(zheng)理(li)錦綸織(zhi)物較(jiao)合適的工藝:整(zheng)理(li)劑(ji)質量濃度為30~40g/L,180℃×40s。
2.2.4 交聯劑質量濃(nong)度對織物(wu)抗靜電性能(neng)的影響
以三聚氰(qing)胺為(wei)交聯(lian)劑、MgCl2為(wei)催化劑,測試其對(dui)織(zhi)物(wu)抗靜電(dian)性能的影響,實(shi)驗條件(jian)為(wei):抗靜電(dian)劑質量(liang)濃度30g/L,滌(di)綸織(zhi)物(wu)170℃×30s,錦綸織(zhi)物(wu) 180℃×30 s,結(jie)果見表5。
表5 交聯劑質量濃度對織(zhi)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 |
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(you)表(biao)5可(ke)(ke)知,對(dui)滌(di)綸(lun)(lun)(lun)(lun)織物(wu)來說,加(jia)(jia)入交(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)(ji)對(dui)降低靜(jing)電電壓峰值和半(ban)衰期作(zuo)用(yong)不(bu)大,因(yin)此,整理滌(di)綸(lun)(lun)(lun)(lun)織物(wu)時(shi)可(ke)(ke)不(bu)用(yong)交(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)(ji)。原因(yin)可(ke)(ke)能是抗(kang)靜(jing)電劑(ji)(ji)TF-480能與滌(di)綸(lun)(lun)(lun)(lun)分子結合(he),交(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)(ji)的(de)加(jia)(jia)入不(bu)起作(zuo)用(yong)。而(er)對(dui)錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)織物(wu)而(er)言(yan),當交(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)(ji)質量濃度(du)為6sL時(shi),能降低靜(jing)電電壓峰值和半(ban)衰期,抗(kang)靜(jing)電性最好(hao),這可(ke)(ke)能是因(yin)為抗(kang)靜(jing)電劑(ji)(ji)TF-480通過交(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)(ji)與錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)發生結合(he),提(ti)高了(le)抗(kang)靜(jing)電劑(ji)(ji)在錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)上(shang)的(de)牢度(du),從而(er)可(ke)(ke)增加(jia)(jia)其耐(nai)久性。
3 結論
1)抗靜電劑(ji)(ji)TF-480對滌綸(lun)和錦綸(lun)織(zhi)物均有較好(hao)的抗靜電效果,且(qie)耐(nai)久性良好(hao)。滌綸(lun)織(zhi)物的整理(li)(li)工(gong)藝(yi):整理(li)(li)劑(ji)(ji)質(zhi)量濃(nong)度(du)為(wei)30g/L,170℃×30s;錦綸(lun)織(zhi)物的整理(li)(li)工(gong)藝(yi):整理(li)(li)劑(ji)(ji)質(zhi)量濃(nong)度(du)為(wei)30~40g/L,交聯劑(ji)(ji)質(zhi)量濃(nong)度(du)為(wei)6 g/L,180℃×40s。
2)從分子(zi)結構分析(xi),由于抗(kang)靜電劑TF-480和滌(di)綸分子(zi)的結構相似,故該抗(kang)靜電劑能與滌(di)綸分子(zi)較(jiao)好結合(he),在整(zheng)理中可不(bu)加交聯劑:而錦綸為聚酰(xian)胺高(gao)分子(zi)化合(he)物,與抗(kang)靜電劑TF-480結構有差異,抗(kang)靜電劑與錦綸纖維的結合(he)力不(bu)強,為增加抗(kang)靜電劑牢度,提高(gao)抗(kang)靜電的耐(nai)久性(xing),可加入交聯劑三聚氰胺,并以(yi)MgCl2為催化劑。