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抗靜電劑對滌綸和錦綸織物的抗靜電效果

時間:15-07-10 11:32

本(ben)文選用(yong)(yong)的(de)抗靜(jing)電(dian)劑TF-480是聚(ju)酯聚(ju)醚類(lei)聚(ju)合物(wu)(wu),分(fen)子(zi)結(jie)構中的(de)對(dui)(dui)苯二甲酸乙二醇鏈段(duan)與(yu)滌綸大(da)分(fen)子(zi)結(jie)構相似,在(zai)(zai)高溫下(xia),可進(jin)入聚(ju)酯的(de)微軟(ruan)化纖維表面而與(yu)聚(ju)酯大(da)分(fen)子(zi)產生共結(jie)晶,固著在(zai)(zai)滌綸上(shang)獲(huo)得耐久性:同時,其分(fen)子(zi)結(jie)構中含有聚(ju)醚鏈部分(fen),具(ju)有吸濕性,可提高織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)含濕量,增加導電(dian)性,加快靜(jing)電(dian)荷的(de)逸(yi)散(san)速度(du),賦予織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)一定的(de)抗靜(jing)電(dian)能(neng)(neng)(neng)力(li),同時使織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)具(ju)有易去污性能(neng)(neng)(neng)[11]。本(ben)文采(cai)用(yong)(yong)該(gai)整(zheng)理(li)(li)劑對(dui)(dui)滌綸、錦綸織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)進(jin)行整(zheng)理(li)(li),優化加工工藝,以提高織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)抗靜(jing)電(dian)性能(neng)(neng)(neng)。

1 實驗部分

1.1材料與(yu)儀(yi)器

染色春(chun)亞紡(滌綸)和染色塔絲(si)絨(錦(jin)綸)(吳(wu)江盛虹印染公司(si)提(ti)供(gong)),抗靜電劑(ji)TF-480,三聚氰胺, MgCl2,純堿(jian),洗衣粉(市售(shou))。

氣壓式軋車,小定型(xing)烘干機(ji),YG342織物感應式靜電(dian)測試儀,U測色儀,家用洗衣機(ji)。

1.2 實驗工藝

1.2.1 工藝流程

一(yi)(yi)浸一(yi)(yi)軋(軋液率80%)→預烘(90~95℃×1min)→焙烘→皂洗(xi)→水洗(xi)→烘干→抗靜(jing)電(dian)織物。

1.2.2 皂(zao)洗條件(jian)

洗衣粉2 g/L,純堿(jian)2 g/L,40℃,5 min,浴比(bi) 1:30,然后在清水中漂(piao)洗3次。為檢測整理織(zhi)物抗靜電(dian)(dian)的耐久性(xing),以上操作重復20次,烘干后得到抗靜電(dian)(dian)織(zhi)物。

1.2.3 織(zhi)物抗靜電性(xing)測試

溫度(du)(20±2)℃,相對濕(shi)度(du)(35±2)%,平衡3h,測試(shi)靜電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓和(he)半(ban)衰期。

1.2.4織物K/S值(zhi)測試

采用(yong)D65光源和10°視場,測試織物(wu)K/S值。

2結(jie)果與(yu)討論

2.1 未經抗靜電(dian)劑整理織物的性能

未經抗靜電劑整理織物(wu)的靜電性能(neng)和K/S值(zhi)測試結果見表1。

表(biao)1 未整(zheng)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

由表(biao)1可知,未經整理織物的(de)(de)靜電電壓和半衰期都很高,如(ru)直接服用會產生嚴重的(de)(de)靜電現象。水(shui)(shui)洗(xi)(xi)后(hou)的(de)(de)K/S值低(di)于水(shui)(shui)洗(xi)(xi)前的(de)(de),主要是因為織物褪(tun)色(se)的(de)(de)緣故。

2.2 抗靜(jing)電劑(ji)TF-480對(dui)織(zhi)物抗靜(jing)電整理

采用單因素法,用抗靜電劑(ji)TF-480分別對(dui)染(ran)(ran)色春亞紡和染(ran)(ran)色塔絲絨進(jin)行(xing)處(chu)理(li),測(ce)試其整(zheng)理(li)效果(guo),優(you)化抗靜電劑(ji)質(zhi)量濃度(du)、焙(bei)烘溫度(du)、處(chu)理(li)時(shi)間和交(jiao)聯(lian)劑(ji)用量。

2.2.1抗(kang)靜電劑質(zhi)量濃度對抗(kang)靜電性(xing)能的影響

采用5種不同(tong)質(zhi)量濃度(du)的TF-480對織物進行處理,經浸軋和180℃×30s整理后進行測試(shi),結果見表2。

表2 抗靜電(dian)劑質量濃度對織(zhi)物抗靜電(dian)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,用抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑TF-480處理的(de)織(zhi)(zhi)物抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)效果相(xiang)當(dang)明(ming)顯。當(dang)用質量濃度為(wei)30~40g/L的(de)抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑處理滌(di)綸(lun)織(zhi)(zhi)物后,靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓和半(ban)(ban)衰期最低,故質量濃度選擇(ze)30g/L為(wei)宜。對整理前(qian)(qian)后滌(di)綸(lun)織(zhi)(zhi)物的(de)K/S值進行比(bi)較發(fa)(fa)現,不(bu)(bu)管水(shui)洗前(qian)(qian)后,整理后織(zhi)(zhi)物的(de)K/S值均增加。對錦綸(lun)織(zhi)(zhi)物而言,用質量濃度為(wei)60g/L的(de)抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑處理的(de)織(zhi)(zhi)物其靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓和半(ban)(ban)衰期最低,但考慮(lv)到成本問(wen)題,經30g/L抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑處理的(de)織(zhi)(zhi)物靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓較低,經40g/L抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑處理的(de)織(zhi)(zhi)物半(ban)(ban)衰期較低,所(suo)以(yi)質量濃度可選擇(ze)30~40g/L。對整理前(qian)(qian)后錦綸(lun)織(zhi)(zhi)物的(de)K/S值進行比(bi)較發(fa)(fa)現,不(bu)(bu)管水(shui)洗前(qian)(qian)后,整理后織(zhi)(zhi)物的(de)K/S值均降(jiang)低,織(zhi)(zhi)物表觀顏色深度下降(jiang),這可能是因為(wei)抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑的(de)加入(ru)影(ying)響(xiang)了染料的(de)發(fa)(fa)色。

2.2.2 焙(bei)烘(hong)溫度對(dui)織(zhi)物(wu)抗靜電(dian)性能的影響

根據2.2.1測試(shi)(shi)(shi)情況,選擇(ze)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑質量濃度為(wei)30g/L,焙烘時(shi)間為(wei)30s。測試(shi)(shi)(shi)焙烘溫度對抗(kang)靜(jing)電(dian)為(wei)30g/L,焙烘時(shi)間為(wei)30s,測試(shi)(shi)(shi)焙烘溫度對抗(kang)靜(jing)電(dian)性能的影響(xiang),結(jie)果(guo)見表3。

由(you)表(biao)3可(ke)知,滌綸(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)經(jing)150~190 ℃焙(bei)烘后,靜電電壓(ya)峰(feng)值和半(ban)衰期均很(hen)小,考(kao)慮到(dao)焙(bei)烘溫(wen)度是影響整理效果的(de)一個重(zhong)要因素(su),溫(wen)度過低(di),反(fan)(fan)應速率低(di),交聯反(fan)(fan)應不(bu)完全,溫(wen)度過高,手感變差,織(zhi)(zhi)物(wu)易(yi)受損,因此,焙(bei)烘溫(wen)度選擇160~170℃為宜。就錦綸(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)而(er)言,經(jing)180℃爐烘的(de)織(zhi)(zhi)物(wu),其靜電電壓(ya)最(zui)低(di),半(ban)衰期也較低(di),考(kao)慮到(dao)150~190℃圍內半(ban)衰期變化不(bu)大,所以(yi)焙(bei)烘溫(wen)度以(yi)180℃為宜。

表(biao)3 焙烘(hong)溫度對織物(wu)抗靜電性能的影(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
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(bei)烘時間(jian)對(dui)織物抗靜電性能的影響

根據2.2.1、2.2.2小節(jie)的(de)測(ce)試情況,選擇(ze)質(zhi)量濃度(du)(du)為(wei)30g/L的(de)抗靜電劑,滌綸織物焙烘溫度(du)(du)選擇(ze) 170℃,錦(jin)綸織物焙烘溫度(du)(du)選擇(ze)180℃,測(ce)試不同焙烘時間對織物抗靜電性能的(de)影響,實驗結果見表(biao)4。

表4 焙烘時間對織物抗靜電性(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

由表4可知,焙(bei)烘時間(jian)對滌綸織物(wu)靜電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)和半衰期(qi)影響不(bu)大。考慮到焙(bei)烘時間(jian)過短(duan),可能造(zao)成反應不(bu)完全;時間(jian)過長(chang),手(shou)感(gan)變粗(cu)糙,綜(zong)合(he)各因素選擇30s為宜。就錦綸織物(wu)而言(yan),當焙(bei)烘時間(jian)為40s時,靜電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)和半衰期(qi)最低(di),所(suo)以焙(bei)烘時間(jian)以40s為宜。

通過對抗(kang)靜電劑濃(nong)度(du)、焙(bei)烘溫度(du)和時間的(de)(de)單因素實驗(yan),得到整(zheng)理(li)(li)滌綸(lun)織物較(jiao)合適的(de)(de)工(gong)藝:整(zheng)理(li)(li)劑質量(liang)濃(nong)度(du)為(wei)30g/L,170℃×30s;整(zheng)理(li)(li)錦綸(lun)織物較(jiao)合適的(de)(de)工(gong)藝:整(zheng)理(li)(li)劑質量(liang)濃(nong)度(du)為(wei)30~40g/L,180℃×40s。

2.2.4 交聯劑質(zhi)量濃度(du)對(dui)織物抗靜電性能的(de)影響

以三聚氰胺為交聯劑、MgCl2為催化(hua)劑,測試其對織(zhi)物抗靜電性能的(de)影響,實驗條件(jian)為:抗靜電劑質量(liang)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(ji)質量濃度對(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)知,對滌(di)綸(lun)織(zhi)物(wu)來說(shuo),加(jia)入交聯(lian)劑(ji)(ji)對降低靜電電壓峰值和(he)半(ban)(ban)衰(shuai)期作用(yong)不大,因此(ci),整理滌(di)綸(lun)織(zhi)物(wu)時可(ke)不用(yong)交聯(lian)劑(ji)(ji)。原因可(ke)能(neng)是抗靜電劑(ji)(ji)TF-480能(neng)與(yu)滌(di)綸(lun)分子結合,交聯(lian)劑(ji)(ji)的(de)加(jia)入不起作用(yong)。而對錦綸(lun)織(zhi)物(wu)而言(yan),當交聯(lian)劑(ji)(ji)質量(liang)濃度為6sL時,能(neng)降低靜電電壓峰值和(he)半(ban)(ban)衰(shuai)期,抗靜電性最好,這(zhe)可(ke)能(neng)是因為抗靜電劑(ji)(ji)TF-480通(tong)過(guo)交聯(lian)劑(ji)(ji)與(yu)錦綸(lun)發生結合,提高了(le)抗靜電劑(ji)(ji)在錦綸(lun)上的(de)牢度,從而可(ke)增加(jia)其耐(nai)久性。

3 結(jie)論

1)抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑TF-480對(dui)滌(di)綸(lun)和錦綸(lun)織(zhi)物(wu)(wu)均有較好(hao)的(de)抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)效(xiao)果,且(qie)耐久(jiu)性良好(hao)。滌(di)綸(lun)織(zhi)物(wu)(wu)的(de)整(zheng)理(li)工藝(yi):整(zheng)理(li)劑質量(liang)濃度為(wei)30g/L,170℃×30s;錦綸(lun)織(zhi)物(wu)(wu)的(de)整(zheng)理(li)工藝(yi):整(zheng)理(li)劑質量(liang)濃度為(wei)30~40g/L,交(jiao)聯劑質量(liang)濃度為(wei)6 g/L,180℃×40s。

2)從分(fen)子(zi)結(jie)(jie)構(gou)(gou)分(fen)析,由于抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑TF-480和滌綸(lun)分(fen)子(zi)的結(jie)(jie)構(gou)(gou)相似,故該抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑能與滌綸(lun)分(fen)子(zi)較好結(jie)(jie)合,在整理(li)中(zhong)可不加(jia)交(jiao)聯劑:而錦綸(lun)為聚酰(xian)胺(an)高分(fen)子(zi)化(hua)合物,與抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑TF-480結(jie)(jie)構(gou)(gou)有差異,抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑與錦綸(lun)纖(xian)維的結(jie)(jie)合力不強,為增加(jia)抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑牢度,提高抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)的耐久性,可加(jia)入交(jiao)聯劑三(san)聚氰胺(an),并以MgCl2為催化(hua)劑。

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