抗靜電劑對滌綸和錦綸織物的抗靜電效果
本文選用的抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑TF-480是聚(ju)酯(zhi)聚(ju)醚類聚(ju)合物(wu),分子結(jie)構(gou)中的對(dui)苯二甲酸乙(yi)二醇鏈(lian)段與(yu)滌(di)(di)綸(lun)大分子結(jie)構(gou)相似,在高(gao)溫下(xia),可(ke)進(jin)入聚(ju)酯(zhi)的微(wei)軟化纖(xian)維表面而與(yu)聚(ju)酯(zhi)大分子產(chan)生共(gong)結(jie)晶,固著在滌(di)(di)綸(lun)上獲得耐久性(xing):同時(shi),其分子結(jie)構(gou)中含(han)有聚(ju)醚鏈(lian)部分,具有吸濕性(xing),可(ke)提(ti)高(gao)織(zhi)(zhi)物(wu)的含(han)濕量(liang),增加(jia)導電(dian)性(xing),加(jia)快靜(jing)電(dian)荷的逸散速(su)度,賦予織(zhi)(zhi)物(wu)一定的抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)能(neng)力,同時(shi)使織(zhi)(zhi)物(wu)具有易去污性(xing)能(neng)[11]。本文采用該整理(li)劑對(dui)滌(di)(di)綸(lun)、錦(jin)綸(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)進(jin)行整理(li),優(you)化加(jia)工(gong)工(gong)藝,以提(ti)高(gao)織(zhi)(zhi)物(wu)的抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)性(xing)能(neng)。
1 實驗部分
1.1材(cai)料與(yu)儀(yi)器(qi)
染色春亞紡(滌(di)綸)和染色塔絲絨(錦(jin)綸)(吳江(jiang)盛虹印染公司提(ti)供),抗靜(jing)電劑TF-480,三聚氰胺, MgCl2,純(chun)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,家用洗衣(yi)機。
1.2 實(shi)驗工(gong)藝
1.2.1 工(gong)藝流程
一(yi)浸一(yi)軋(ya)(軋(ya)液率(lv)80%)→預烘(90~95℃×1min)→焙(bei)烘→皂洗(xi)→水洗(xi)→烘干→抗靜電織物。
1.2.2 皂洗(xi)條(tiao)件
洗(xi)衣(yi)粉2 g/L,純堿2 g/L,40℃,5 min,浴比 1:30,然后(hou)在清(qing)水中漂(piao)洗(xi)3次(ci)。為檢(jian)測整理織物抗靜(jing)(jing)電的耐久性,以上操作重復20次(ci),烘干后(hou)得到抗靜(jing)(jing)電織物。
1.2.3 織物抗靜電性測試
溫度(20±2)℃,相對濕度(35±2)%,平(ping)衡3h,測(ce)試(shi)靜電(dian)電(dian)壓和半衰期。
1.2.4織(zhi)物K/S值測試
采用D65光源和10°視(shi)場,測試織物K/S值。
2結果與討論
2.1 未經(jing)抗靜(jing)電劑整理織物的性能
未(wei)經(jing)抗靜(jing)電劑整理織(zhi)物的(de)靜(jing)電性能和K/S值測試結果見(jian)表(biao)1。
表1 未整理織(zhi)物(wu)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1可知,未經整理織物(wu)的(de)靜(jing)電(dian)電(dian)壓和半(ban)衰期(qi)都很高,如直接服用會產生(sheng)嚴重的(de)靜(jing)電(dian)現象(xiang)。水(shui)(shui)洗(xi)后(hou)的(de)K/S值低于水(shui)(shui)洗(xi)前的(de),主要是因為織物(wu)褪色的(de)緣(yuan)故(gu)。
2.2 抗靜電劑TF-480對織物抗靜電整理
采用(yong)單(dan)因素法(fa),用(yong)抗靜電劑TF-480分別(bie)對染色(se)春亞紡和(he)染色(se)塔絲絨進行(xing)處理(li),測試其整理(li)效(xiao)果,優化抗靜電劑質量濃度、焙烘(hong)溫(wen)度、處理(li)時間和(he)交聯劑用(yong)量。
2.2.1抗(kang)靜電劑質量濃度(du)對抗(kang)靜電性能的影響(xiang)
采用5種不(bu)同(tong)質(zhi)量濃度的(de)TF-480對織物進行處理(li),經浸軋和(he)180℃×30s整理(li)后(hou)進行測試,結果見表2。
表2 抗靜電(dian)劑(ji)質量濃度(du)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 |
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(biao)2可(ke)(ke)知,用(yong)(yong)抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑TF-480處(chu)理的(de)(de)(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)效果相當明顯。當用(yong)(yong)質量(liang)(liang)濃(nong)(nong)度(du)為(wei)30~40g/L的(de)(de)(de)(de)抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處(chu)理滌綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)后,靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和半衰期最低,故質量(liang)(liang)濃(nong)(nong)度(du)選擇30g/L為(wei)宜。對整(zheng)理前后滌綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)K/S值(zhi)進(jin)行(xing)比較(jiao)發現,不管水洗(xi)前后,整(zheng)理后織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)K/S值(zhi)均(jun)(jun)增加。對錦綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)而言,用(yong)(yong)質量(liang)(liang)濃(nong)(nong)度(du)為(wei)60g/L的(de)(de)(de)(de)抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處(chu)理的(de)(de)(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)其靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和半衰期最低,但考慮到(dao)成本問題,經(jing)30g/L抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處(chu)理的(de)(de)(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)較(jiao)低,經(jing)40g/L抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑處(chu)理的(de)(de)(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)半衰期較(jiao)低,所以(yi)質量(liang)(liang)濃(nong)(nong)度(du)可(ke)(ke)選擇30~40g/L。對整(zheng)理前后錦綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)K/S值(zhi)進(jin)行(xing)比較(jiao)發現,不管水洗(xi)前后,整(zheng)理后織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)K/S值(zhi)均(jun)(jun)降(jiang)低,織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)表(biao)觀顏色深度(du)下降(jiang),這可(ke)(ke)能是因為(wei)抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)劑的(de)(de)(de)(de)加入(ru)影響了(le)染料的(de)(de)(de)(de)發色。
2.2.2 焙烘溫度對織物抗靜電性能的(de)影響
根據2.2.1測試情況,選擇抗靜電(dian)劑質量濃度為30g/L,焙(bei)烘時(shi)間為30s。測試焙(bei)烘溫(wen)度對(dui)抗靜電(dian)為30g/L,焙(bei)烘時(shi)間為30s,測試焙(bei)烘溫(wen)度對(dui)抗靜電(dian)性(xing)能的影(ying)響,結果見表3。
由表(biao)3可知,滌綸織(zhi)物(wu)經150~190 ℃焙烘(hong)(hong)后(hou),靜電(dian)電(dian)壓峰值(zhi)和(he)半(ban)衰期(qi)均很小,考(kao)慮到焙烘(hong)(hong)溫(wen)度(du)是影響整理效果的一個(ge)重要(yao)因素,溫(wen)度(du)過(guo)低(di),反應速率低(di),交(jiao)聯(lian)反應不(bu)完全,溫(wen)度(du)過(guo)高,手感(gan)變差,織(zhi)物(wu)易受損,因此(ci),焙烘(hong)(hong)溫(wen)度(du)選擇160~170℃為宜。就錦綸織(zhi)物(wu)而言,經180℃爐烘(hong)(hong)的織(zhi)物(wu),其靜電(dian)電(dian)壓最低(di),半(ban)衰期(qi)也較(jiao)低(di),考(kao)慮到150~190℃圍內半(ban)衰期(qi)變化不(bu)大,所(suo)以焙烘(hong)(hong)溫(wen)度(du)以180℃為宜。
表3 焙烘溫度對織(zhi)物抗靜(jing)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(wu)抗靜(jing)電性(xing)能的影響
根據2.2.1、2.2.2小節的(de)測(ce)試情況,選(xuan)(xuan)擇質量(liang)濃(nong)度為(wei)30g/L的(de)抗靜(jing)電劑,滌綸織物焙(bei)烘溫度選(xuan)(xuan)擇 170℃,錦綸織物焙(bei)烘溫度選(xuan)(xuan)擇180℃,測(ce)試不同(tong)焙(bei)烘時間對織物抗靜(jing)電性(xing)能的(de)影響,實(shi)驗(yan)結(jie)果見表4。
表4 焙烘時間對織(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 |
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(ke)知,焙烘時間(jian)對滌(di)綸(lun)織物(wu)靜(jing)電電壓和(he)半衰期影響(xiang)不大。考慮到(dao)焙烘時間(jian)過短(duan),可(ke)能造成反應不完全;時間(jian)過長,手感變粗糙,綜合各(ge)因素選(xuan)擇30s為(wei)宜(yi)(yi)。就錦綸(lun)織物(wu)而言(yan),當(dang)焙烘時間(jian)為(wei)40s時,靜(jing)電電壓和(he)半衰期最低(di),所以焙烘時間(jian)以40s為(wei)宜(yi)(yi)。
通過對抗靜電劑濃(nong)度、焙(bei)烘溫度和時間(jian)的單因素實驗,得(de)到整(zheng)理(li)滌綸織(zhi)(zhi)物較合(he)適的工藝:整(zheng)理(li)劑質量濃(nong)度為30g/L,170℃×30s;整(zheng)理(li)錦綸織(zhi)(zhi)物較合(he)適的工藝:整(zheng)理(li)劑質量濃(nong)度為30~40g/L,180℃×40s。
2.2.4 交聯劑(ji)質量濃度對織物抗靜電性能的影響
以三聚氰胺(an)為交聯(lian)劑、MgCl2為催(cui)化劑,測(ce)試其對(dui)織物抗(kang)靜電性能(neng)的影響,實(shi)驗條(tiao)件為:抗(kang)靜電劑質量濃度30g/L,滌綸織物170℃×30s,錦綸織物 180℃×30 s,結果見表(biao)5。
表5 交(jiao)聯劑(ji)質(zhi)量濃度對織物抗靜電性(xing)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)(ke)知(zhi),對(dui)(dui)(dui)滌(di)綸(lun)織(zhi)物來說,加入(ru)交聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)對(dui)(dui)(dui)降(jiang)低(di)靜(jing)電電壓(ya)峰值和半衰期(qi)作用不(bu)大,因(yin)此,整理滌(di)綸(lun)織(zhi)物時可(ke)(ke)不(bu)用交聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)。原(yuan)因(yin)可(ke)(ke)能(neng)是抗(kang)(kang)靜(jing)電劑(ji)(ji)(ji)TF-480能(neng)與滌(di)綸(lun)分(fen)子結合(he),交聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)的加入(ru)不(bu)起作用。而(er)對(dui)(dui)(dui)錦綸(lun)織(zhi)物而(er)言,當交聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)質量濃(nong)度(du)為6sL時,能(neng)降(jiang)低(di)靜(jing)電電壓(ya)峰值和半衰期(qi),抗(kang)(kang)靜(jing)電性最好,這(zhe)可(ke)(ke)能(neng)是因(yin)為抗(kang)(kang)靜(jing)電劑(ji)(ji)(ji)TF-480通過交聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)與錦綸(lun)發生(sheng)結合(he),提高了抗(kang)(kang)靜(jing)電劑(ji)(ji)(ji)在錦綸(lun)上(shang)的牢度(du),從(cong)而(er)可(ke)(ke)增加其耐久性。
3 結論
1)抗靜電劑TF-480對滌綸和(he)錦綸織(zhi)物(wu)均有較好的(de)(de)抗靜電效果,且耐久性良好。滌綸織(zhi)物(wu)的(de)(de)整理(li)工藝(yi):整理(li)劑質(zhi)量濃度(du)為(wei)30g/L,170℃×30s;錦綸織(zhi)物(wu)的(de)(de)整理(li)工藝(yi):整理(li)劑質(zhi)量濃度(du)為(wei)30~40g/L,交聯劑質(zhi)量濃度(du)為(wei)6 g/L,180℃×40s。
2)從分(fen)(fen)子(zi)結(jie)構(gou)分(fen)(fen)析,由于抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)(ji)TF-480和滌綸(lun)分(fen)(fen)子(zi)的(de)結(jie)構(gou)相(xiang)似,故該抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)(ji)能(neng)與滌綸(lun)分(fen)(fen)子(zi)較(jiao)好結(jie)合,在整理中可不加交聯(lian)劑(ji)(ji):而錦綸(lun)為聚酰(xian)胺高分(fen)(fen)子(zi)化合物,與抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)(ji)TF-480結(jie)構(gou)有差(cha)異(yi),抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)(ji)與錦綸(lun)纖維的(de)結(jie)合力不強,為增(zeng)加抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)(ji)牢(lao)度,提高抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)的(de)耐久性,可加入交聯(lian)劑(ji)(ji)三聚氰(qing)胺,并以MgCl2為催化劑(ji)(ji)。