抗靜電劑對滌綸和錦綸織物的抗靜電效果
本文選用的(de)抗靜電(dian)(dian)(dian)(dian)劑(ji)TF-480是聚(ju)酯聚(ju)醚類聚(ju)合物(wu),分子(zi)結構(gou)中的(de)對(dui)苯(ben)二甲酸乙(yi)二醇鏈段(duan)與滌綸大分子(zi)結構(gou)相似,在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia),可進(jin)入聚(ju)酯的(de)微軟化(hua)纖維表面而(er)與聚(ju)酯大分子(zi)產生共結晶,固著(zhu)在(zai)滌綸上(shang)獲(huo)得耐久(jiu)性:同時(shi),其(qi)分子(zi)結構(gou)中含(han)有(you)聚(ju)醚鏈部分,具有(you)吸(xi)濕性,可提(ti)高(gao)織物(wu)的(de)含(han)濕量,增加導電(dian)(dian)(dian)(dian)性,加快靜電(dian)(dian)(dian)(dian)荷的(de)逸(yi)散速度,賦予織物(wu)一(yi)定的(de)抗靜電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)力(li),同時(shi)使(shi)織物(wu)具有(you)易(yi)去(qu)污性能(neng)[11]。本文采用該整理劑(ji)對(dui)滌綸、錦(jin)綸織物(wu)進(jin)行整理,優(you)化(hua)加工(gong)工(gong)藝(yi),以提(ti)高(gao)織物(wu)的(de)抗靜電(dian)(dian)(dian)(dian)性能(neng)。
1 實驗部分
1.1材(cai)料與儀器
染(ran)色春亞紡(fang)(滌綸)和(he)染(ran)色塔絲絨(錦綸)(吳江(jiang)盛(sheng)虹印染(ran)公司提供),抗(kang)靜電劑TF-480,三聚(ju)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(yan)工藝(yi)
1.2.1 工藝(yi)流程
一浸(jin)一軋(軋液(ye)率80%)→預烘(hong)(90~95℃×1min)→焙(bei)烘(hong)→皂洗→水洗→烘(hong)干→抗(kang)靜(jing)電織物。
1.2.2 皂洗條件
洗衣粉2 g/L,純堿2 g/L,40℃,5 min,浴比 1:30,然后在清水中(zhong)漂洗3次。為檢測整理織物抗(kang)靜(jing)電的耐久性,以上操(cao)作重復20次,烘干后得到(dao)抗(kang)靜(jing)電織物。
1.2.3 織物抗(kang)靜電性(xing)測試
溫度(20±2)℃,相對濕度(35±2)%,平衡3h,測試靜電電壓和半衰期。
1.2.4織物(wu)K/S值測試(shi)
采(cai)用D65光源(yuan)和10°視場(chang),測試織(zhi)物K/S值。
2結果與討論
2.1 未經(jing)抗(kang)靜電(dian)劑整理織物的性能
未經(jing)抗靜(jing)電劑整理織物(wu)的靜(jing)電性能和K/S值測試(shi)結果見表1。
表1 未整理織物的靜電性能和(he)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(zhi),未經(jing)整(zheng)理織物的(de)靜(jing)電電壓(ya)和半衰(shuai)期都很(hen)高,如直接服用會產生嚴重(zhong)的(de)靜(jing)電現象(xiang)。水洗(xi)后的(de)K/S值低于(yu)水洗(xi)前的(de),主要是因(yin)為織物褪色的(de)緣故。
2.2 抗靜(jing)電(dian)劑TF-480對織物抗靜(jing)電(dian)整理
采(cai)用(yong)單因(yin)素(su)法,用(yong)抗靜電(dian)劑(ji)(ji)TF-480分(fen)別對染(ran)色(se)春亞紡和染(ran)色(se)塔(ta)絲絨進行處理,測試其整理效(xiao)果,優(you)化(hua)抗靜電(dian)劑(ji)(ji)質量濃度(du)、焙烘溫度(du)、處理時間和交(jiao)聯劑(ji)(ji)用(yong)量。
2.2.1抗(kang)靜電劑質量濃度對抗(kang)靜電性能的影響
采用5種不同(tong)質(zhi)量濃度的TF-480對織物進(jin)行(xing)處理(li)(li),經浸(jin)軋和180℃×30s整理(li)(li)后進(jin)行(xing)測試,結果見表2。
表2 抗靜電劑質量(liang)濃(nong)度(du)對(dui)織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 |
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(ke)知(zhi),用(yong)抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)(ji)TF-480處(chu)理(li)的(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)效果相(xiang)當明顯。當用(yong)質(zhi)量(liang)(liang)濃度為(wei)30~40g/L的(de)(de)抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)(ji)處(chu)理(li)滌綸織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)后,靜(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)和(he)半衰期(qi)最低(di)(di)(di),故(gu)質(zhi)量(liang)(liang)濃度選擇(ze)30g/L為(wei)宜。對(dui)整理(li)前(qian)(qian)后滌綸織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)K/S值進(jin)行比較(jiao)發現(xian),不(bu)管水(shui)洗前(qian)(qian)后,整理(li)后織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)K/S值均增加。對(dui)錦(jin)綸織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)而言(yan),用(yong)質(zhi)量(liang)(liang)濃度為(wei)60g/L的(de)(de)抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)(ji)處(chu)理(li)的(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)其靜(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)和(he)半衰期(qi)最低(di)(di)(di),但考慮到成本問題,經30g/L抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)(ji)處(chu)理(li)的(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)靜(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)較(jiao)低(di)(di)(di),經40g/L抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)(ji)處(chu)理(li)的(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)半衰期(qi)較(jiao)低(di)(di)(di),所以(yi)質(zhi)量(liang)(liang)濃度可(ke)選擇(ze)30~40g/L。對(dui)整理(li)前(qian)(qian)后錦(jin)綸織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)K/S值進(jin)行比較(jiao)發現(xian),不(bu)管水(shui)洗前(qian)(qian)后,整理(li)后織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)K/S值均降低(di)(di)(di),織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)表觀顏(yan)色(se)深度下降,這(zhe)可(ke)能(neng)是因為(wei)抗(kang)(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)(ji)的(de)(de)加入影響了染料(liao)的(de)(de)發色(se)。
2.2.2 焙烘溫度對(dui)織物抗(kang)靜電(dian)性能的影響
根據2.2.1測(ce)試情況,選擇抗靜(jing)電(dian)劑質量濃(nong)度(du)(du)為(wei)30g/L,焙烘(hong)時間為(wei)30s。測(ce)試焙烘(hong)溫度(du)(du)對(dui)抗靜(jing)電(dian)為(wei)30g/L,焙烘(hong)時間為(wei)30s,測(ce)試焙烘(hong)溫度(du)(du)對(dui)抗靜(jing)電(dian)性(xing)能(neng)的影響,結(jie)果見表3。
由表(biao)3可知,滌綸(lun)織物經150~190 ℃焙(bei)烘(hong)后,靜(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)峰值和半衰(shuai)期均(jun)很小(xiao),考(kao)慮(lv)到(dao)(dao)焙(bei)烘(hong)溫度是影(ying)響整理(li)效果的一個重要(yao)因(yin)素,溫度過低,反(fan)應(ying)速率低,交聯反(fan)應(ying)不完(wan)全,溫度過高,手感變差(cha),織物易(yi)受(shou)損,因(yin)此,焙(bei)烘(hong)溫度選(xuan)擇160~170℃為(wei)宜。就(jiu)錦綸(lun)織物而言(yan),經180℃爐烘(hong)的織物,其靜(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)最低,半衰(shuai)期也較低,考(kao)慮(lv)到(dao)(dao)150~190℃圍內(nei)半衰(shuai)期變化不大,所以焙(bei)烘(hong)溫度以180℃為(wei)宜。
表3 焙烘溫度對織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 |
|
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(hong)時間對織物抗靜電性能(neng)的影響
根據2.2.1、2.2.2小節的(de)測(ce)試情況,選(xuan)擇質量濃度(du)為30g/L的(de)抗靜電(dian)劑,滌綸織物焙烘(hong)溫度(du)選(xuan)擇 170℃,錦綸織物焙烘(hong)溫度(du)選(xuan)擇180℃,測(ce)試不(bu)同焙烘(hong)時間對織物抗靜電(dian)性能的(de)影響,實驗(yan)結(jie)果見(jian)表(biao)4。
表4 焙烘時間對織物(wu)抗靜(jing)電性(xing)能(neng)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 |
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)烘時間對(dui)滌(di)綸織(zhi)物(wu)靜電(dian)電(dian)壓和(he)半衰期(qi)(qi)影響不大。考慮(lv)到焙(bei)烘時間過短,可能造(zao)成反應(ying)不完(wan)全;時間過長,手(shou)感變(bian)粗(cu)糙(cao),綜合各(ge)因素選擇30s為宜。就(jiu)錦綸織(zhi)物(wu)而言,當焙(bei)烘時間為40s時,靜電(dian)電(dian)壓和(he)半衰期(qi)(qi)最低,所以焙(bei)烘時間以40s為宜。
通過對抗(kang)靜電劑濃度、焙烘溫度和時間的(de)(de)單因(yin)素實(shi)驗,得(de)到整(zheng)(zheng)理(li)滌(di)綸織(zhi)(zhi)物較合(he)適(shi)的(de)(de)工(gong)藝:整(zheng)(zheng)理(li)劑質(zhi)量濃度為30g/L,170℃×30s;整(zheng)(zheng)理(li)錦(jin)綸織(zhi)(zhi)物較合(he)適(shi)的(de)(de)工(gong)藝:整(zheng)(zheng)理(li)劑質(zhi)量濃度為30~40g/L,180℃×40s。
2.2.4 交聯(lian)劑質量濃度對(dui)織物抗靜電性能的影響
以三聚氰胺為(wei)交聯劑、MgCl2為(wei)催化劑,測試(shi)其對織物抗靜電性能的影(ying)響,實驗條件為(wei):抗靜電劑質量(liang)濃度30g/L,滌綸(lun)(lun)織物170℃×30s,錦綸(lun)(lun)織物 180℃×30 s,結果見表5。
表5 交聯劑質量(liang)濃度對(dui)織物抗靜電性能(neng)的(de)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可知(zhi),對(dui)(dui)滌綸(lun)織(zhi)物(wu)來說(shuo),加入交(jiao)(jiao)聯劑(ji)(ji)對(dui)(dui)降低(di)靜電電壓峰(feng)值和半衰期(qi)作(zuo)用不大,因此,整理滌綸(lun)織(zhi)物(wu)時可不用交(jiao)(jiao)聯劑(ji)(ji)。原因可能是(shi)(shi)抗靜電劑(ji)(ji)TF-480能與滌綸(lun)分子結合,交(jiao)(jiao)聯劑(ji)(ji)的(de)加入不起作(zuo)用。而(er)對(dui)(dui)錦綸(lun)織(zhi)物(wu)而(er)言,當交(jiao)(jiao)聯劑(ji)(ji)質量(liang)濃度為(wei)6sL時,能降低(di)靜電電壓峰(feng)值和半衰期(qi),抗靜電性(xing)最好,這(zhe)可能是(shi)(shi)因為(wei)抗靜電劑(ji)(ji)TF-480通過交(jiao)(jiao)聯劑(ji)(ji)與錦綸(lun)發生結合,提高了抗靜電劑(ji)(ji)在錦綸(lun)上的(de)牢(lao)度,從而(er)可增加其耐久性(xing)。
3 結論
1)抗靜電(dian)劑TF-480對滌綸和錦綸織(zhi)(zhi)(zhi)物均(jun)有較好(hao)的(de)抗靜電(dian)效果(guo),且耐久性良好(hao)。滌綸織(zhi)(zhi)(zhi)物的(de)整(zheng)(zheng)理工藝(yi):整(zheng)(zheng)理劑質(zhi)(zhi)量(liang)濃度(du)為(wei)(wei)30g/L,170℃×30s;錦綸織(zhi)(zhi)(zhi)物的(de)整(zheng)(zheng)理工藝(yi):整(zheng)(zheng)理劑質(zhi)(zhi)量(liang)濃度(du)為(wei)(wei)30~40g/L,交聯劑質(zhi)(zhi)量(liang)濃度(du)為(wei)(wei)6 g/L,180℃×40s。
2)從分子結(jie)構(gou)(gou)分析,由于抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)TF-480和滌綸(lun)分子的結(jie)構(gou)(gou)相(xiang)似,故該抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)能與滌綸(lun)分子較(jiao)好(hao)結(jie)合(he),在整理中可(ke)不加交聯(lian)劑(ji):而錦綸(lun)為聚(ju)酰胺(an)高分子化(hua)合(he)物,與抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)TF-480結(jie)構(gou)(gou)有差異,抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)與錦綸(lun)纖維(wei)的結(jie)合(he)力(li)不強,為增加抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)牢度(du),提高抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)的耐(nai)久性,可(ke)加入交聯(lian)劑(ji)三聚(ju)氰胺(an),并以MgCl2為催(cui)化(hua)劑(ji)。