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本文(wen)選用的(de)抗靜電(dian)劑(ji)TF-480是(shi)聚酯聚醚(mi)類聚合物,分(fen)子(zi)(zi)結構(gou)中的(de)對(dui)苯二(er)(er)甲酸乙二(er)(er)醇鏈段與滌綸(lun)大(da)分(fen)子(zi)(zi)結構(gou)相似,在高溫(wen)下,可進入聚酯的(de)微軟化纖(xian)維表面(mian)而與聚酯大(da)分(fen)子(zi)(zi)產(chan)生共(gong)結晶,固(gu)著在滌綸(lun)上獲得耐久性:同(tong)時,其分(fen)子(zi)(zi)結構(gou)中含有聚醚(mi)鏈部(bu)分(fen),具(ju)有吸(xi)濕性,可提(ti)(ti)高織物的(de)含濕量,增加(jia)導電(dian)性,加(jia)快(kuai)靜電(dian)荷的(de)逸散速度,賦予(yu)織物一定的(de)抗靜電(dian)能(neng)力(li),同(tong)時使織物具(ju)有易(yi)去污性能(neng)[11]。本文(wen)采用該(gai)整理劑(ji)對(dui)滌綸(lun)、錦(jin)綸(lun)織物進行整理,優化加(jia)工工藝,以提(ti)(ti)高織物的(de)抗靜電(dian)性能(neng)。
1 實驗部分
1.1材料與儀器
染(ran)色(se)(se)春亞紡(滌綸)和染(ran)色(se)(se)塔絲絨(錦(jin)綸)(吳江(jiang)盛虹印染(ran)公司提供),抗靜電劑TF-480,三聚氰胺, MgCl2,純堿,洗衣粉(市售(shou))。
氣壓(ya)式(shi)軋(ya)車,小定型烘干機,YG342織(zhi)物感應(ying)式(shi)靜電測(ce)試儀,U測(ce)色儀,家用(yong)洗衣機。
1.2 實驗工藝
1.2.1 工藝流程
一浸一軋(軋液率80%)→預(yu)烘(hong)(hong)(90~95℃×1min)→焙(bei)烘(hong)(hong)→皂洗→水洗→烘(hong)(hong)干→抗靜電織物。
1.2.2 皂洗條件
洗衣粉2 g/L,純(chun)堿2 g/L,40℃,5 min,浴比(bi) 1:30,然(ran)后在清水中漂洗3次。為檢測整理織(zhi)(zhi)物抗(kang)(kang)靜電的耐久性,以(yi)上操作重復20次,烘(hong)干后得到(dao)抗(kang)(kang)靜電織(zhi)(zhi)物。
1.2.3 織物抗靜電(dian)性測(ce)試
溫度(du)(20±2)℃,相對濕(shi)度(du)(35±2)%,平衡3h,測試靜(jing)電(dian)電(dian)壓和(he)半衰期。
1.2.4織物K/S值測(ce)試
采用D65光源和10°視場,測試織物K/S值(zhi)。
2結果與討論
2.1 未(wei)經抗靜電劑整理織物的(de)性(xing)能
未經(jing)抗(kang)靜電(dian)(dian)劑整(zheng)理織物的靜電(dian)(dian)性(xing)能和K/S值測試結果見(jian)表1。
表1 未整理織物的(de)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)靜電電壓和(he)半衰期(qi)都很高,如直接(jie)服用會(hui)產生嚴重的(de)靜電現象(xiang)。水(shui)洗后的(de)K/S值低于水(shui)洗前(qian)的(de),主要是因為織物褪色的(de)緣故。
2.2 抗靜電(dian)(dian)劑(ji)TF-480對織物抗靜電(dian)(dian)整(zheng)理
采用單因素法,用抗靜(jing)電劑TF-480分別對染色春(chun)亞紡和染色塔絲絨進行處(chu)理,測試其整理效果(guo),優化抗靜(jing)電劑質(zhi)量濃度、焙烘溫度、處(chu)理時間和交聯劑用量。
2.2.1抗靜(jing)電劑質量濃(nong)度對抗靜(jing)電性能的影(ying)響
采用5種不同(tong)質(zhi)量濃度的TF-480對織(zhi)物進行處理,經(jing)浸軋和180℃×30s整理后進行測試,結果見(jian)表2。
表2 抗靜(jing)電劑質量濃度(du)對織物抗靜(jing)電性能的影(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 |
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)靜(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)劑(ji)TF-480處理(li)(li)的(de)(de)織(zhi)(zhi)物(wu)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)效果相當(dang)明(ming)顯(xian)。當(dang)用質量濃(nong)度(du)為(wei)30~40g/L的(de)(de)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)劑(ji)處理(li)(li)滌綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)后(hou),靜(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)和半衰(shuai)期(qi)最(zui)(zui)低(di)(di),故質量濃(nong)度(du)選擇30g/L為(wei)宜。對整(zheng)(zheng)理(li)(li)前后(hou)滌綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)的(de)(de)K/S值進(jin)行比(bi)較發現(xian),不管水(shui)洗(xi)(xi)前后(hou),整(zheng)(zheng)理(li)(li)后(hou)織(zhi)(zhi)物(wu)的(de)(de)K/S值均增加。對錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)而(er)言,用質量濃(nong)度(du)為(wei)60g/L的(de)(de)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)劑(ji)處理(li)(li)的(de)(de)織(zhi)(zhi)物(wu)其(qi)靜(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)和半衰(shuai)期(qi)最(zui)(zui)低(di)(di),但考(kao)慮到(dao)成本問(wen)題,經30g/L抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)劑(ji)處理(li)(li)的(de)(de)織(zhi)(zhi)物(wu)靜(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)較低(di)(di),經40g/L抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)劑(ji)處理(li)(li)的(de)(de)織(zhi)(zhi)物(wu)半衰(shuai)期(qi)較低(di)(di),所以質量濃(nong)度(du)可選擇30~40g/L。對整(zheng)(zheng)理(li)(li)前后(hou)錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)的(de)(de)K/S值進(jin)行比(bi)較發現(xian),不管水(shui)洗(xi)(xi)前后(hou),整(zheng)(zheng)理(li)(li)后(hou)織(zhi)(zhi)物(wu)的(de)(de)K/S值均降(jiang)低(di)(di),織(zhi)(zhi)物(wu)表觀顏色深度(du)下降(jiang),這可能是因為(wei)抗(kang)靜(jing)(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)劑(ji)的(de)(de)加入影響了染料的(de)(de)發色。
2.2.2 焙烘溫度對(dui)織物抗靜電性能的影響(xiang)
根據2.2.1測(ce)試(shi)情況,選擇(ze)抗(kang)靜電劑質量濃(nong)度為(wei)30g/L,焙(bei)烘(hong)時間為(wei)30s。測(ce)試(shi)焙(bei)烘(hong)溫度對抗(kang)靜電為(wei)30g/L,焙(bei)烘(hong)時間為(wei)30s,測(ce)試(shi)焙(bei)烘(hong)溫度對抗(kang)靜電性能的影(ying)響,結果見表3。
由表(biao)3可(ke)知,滌綸織(zhi)物經(jing)150~190 ℃焙(bei)烘(hong)后,靜電電壓峰值和半衰(shuai)期(qi)均很小,考慮到焙(bei)烘(hong)溫度是影(ying)響整(zheng)理效果(guo)的一個重要(yao)因素,溫度過低(di)(di),反應速(su)率低(di)(di),交聯反應不完(wan)全(quan),溫度過高,手感變差,織(zhi)物易受損(sun),因此(ci),焙(bei)烘(hong)溫度選擇(ze)160~170℃為宜。就錦(jin)綸織(zhi)物而言,經(jing)180℃爐烘(hong)的織(zhi)物,其靜電電壓最(zui)低(di)(di),半衰(shuai)期(qi)也較低(di)(di),考慮到150~190℃圍內半衰(shuai)期(qi)變化(hua)不大,所以焙(bei)烘(hong)溫度以180℃為宜。
表3 焙烘溫度對(dui)織物(wu)抗(kang)靜電性能的(de)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 | |||||
| 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(zhi)物抗靜電性能的(de)影響
根(gen)據2.2.1、2.2.2小節的(de)測試情況,選(xuan)(xuan)擇(ze)質量濃度(du)為30g/L的(de)抗靜電(dian)(dian)劑,滌(di)綸織物(wu)焙烘(hong)溫度(du)選(xuan)(xuan)擇(ze) 170℃,錦(jin)綸織物(wu)焙烘(hong)溫度(du)選(xuan)(xuan)擇(ze)180℃,測試不同焙烘(hong)時間對織物(wu)抗靜電(dian)(dian)性能的(de)影(ying)響,實(shi)驗結果見表4。
表4 焙烘(hong)時間(jian)對織(zhi)物抗靜電性能的(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 | |||||
| 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(shi)間(jian)對滌綸織物靜(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)和半衰期影響不大(da)。考慮(lv)到焙烘時(shi)間(jian)過(guo)短,可(ke)能造成(cheng)反應不完全;時(shi)間(jian)過(guo)長,手感變粗(cu)糙(cao),綜合各(ge)因素選擇30s為宜。就錦綸織物而言,當焙烘時(shi)間(jian)為40s時(shi),靜(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)和半衰期最低,所以(yi)焙烘時(shi)間(jian)以(yi)40s為宜。
通過對抗靜(jing)電(dian)劑濃度(du)(du)、焙烘溫度(du)(du)和時間的(de)單(dan)因素實驗,得到整(zheng)(zheng)理(li)(li)滌(di)綸織(zhi)物較(jiao)合適的(de)工藝:整(zheng)(zheng)理(li)(li)劑質量(liang)濃度(du)(du)為30g/L,170℃×30s;整(zheng)(zheng)理(li)(li)錦綸織(zhi)物較(jiao)合適的(de)工藝:整(zheng)(zheng)理(li)(li)劑質量(liang)濃度(du)(du)為30~40g/L,180℃×40s。
2.2.4 交聯劑質量濃度對織(zhi)物抗靜電性能的影響
以三聚氰(qing)胺為交聯(lian)劑、MgCl2為催化劑,測試其對織(zhi)物抗靜電性能的影響,實驗條(tiao)件為:抗靜電劑質(zhi)量濃度30g/L,滌綸織(zhi)物170℃×30s,錦綸織(zhi)物 180℃×30 s,結果見(jian)表5。
表(biao)5 交(jiao)聯劑(ji)質量濃度對織物抗(kang)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 |
由表5可(ke)知(zhi),對(dui)(dui)滌綸織(zhi)物(wu)來說,加(jia)入(ru)(ru)交(jiao)(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)對(dui)(dui)降低(di)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)峰(feng)值和(he)半(ban)衰(shuai)期(qi)作用(yong)不(bu)(bu)大(da),因(yin)此,整理(li)滌綸織(zhi)物(wu)時可(ke)不(bu)(bu)用(yong)交(jiao)(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)。原因(yin)可(ke)能(neng)是(shi)抗靜(jing)(jing)電(dian)(dian)劑(ji)TF-480能(neng)與滌綸分(fen)子(zi)結合(he),交(jiao)(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)的(de)加(jia)入(ru)(ru)不(bu)(bu)起(qi)作用(yong)。而對(dui)(dui)錦綸織(zhi)物(wu)而言,當交(jiao)(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)質量(liang)濃度為(wei)(wei)6sL時,能(neng)降低(di)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)峰(feng)值和(he)半(ban)衰(shuai)期(qi),抗靜(jing)(jing)電(dian)(dian)性最(zui)好,這可(ke)能(neng)是(shi)因(yin)為(wei)(wei)抗靜(jing)(jing)電(dian)(dian)劑(ji)TF-480通過交(jiao)(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)與錦綸發生結合(he),提高了(le)抗靜(jing)(jing)電(dian)(dian)劑(ji)在(zai)錦綸上的(de)牢度,從而可(ke)增加(jia)其耐久性。
3 結論
1)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)TF-480對滌綸和錦綸織(zhi)物(wu)均有較好(hao)的(de)抗(kang)靜(jing)電(dian)效果,且(qie)耐(nai)久(jiu)性良好(hao)。滌綸織(zhi)物(wu)的(de)整(zheng)理(li)工藝(yi):整(zheng)理(li)劑(ji)質(zhi)量濃度(du)(du)為(wei)30g/L,170℃×30s;錦綸織(zhi)物(wu)的(de)整(zheng)理(li)工藝(yi):整(zheng)理(li)劑(ji)質(zhi)量濃度(du)(du)為(wei)30~40g/L,交聯劑(ji)質(zhi)量濃度(du)(du)為(wei)6 g/L,180℃×40s。
2)從分(fen)子(zi)結(jie)(jie)構分(fen)析(xi),由于抗(kang)靜(jing)電劑TF-480和滌綸分(fen)子(zi)的結(jie)(jie)構相似,故該(gai)抗(kang)靜(jing)電劑能(neng)與滌綸分(fen)子(zi)較好(hao)結(jie)(jie)合(he),在整理中可不(bu)加(jia)(jia)交聯劑:而錦綸為聚酰胺高分(fen)子(zi)化(hua)合(he)物,與抗(kang)靜(jing)電劑TF-480結(jie)(jie)構有差異,抗(kang)靜(jing)電劑與錦綸纖維的結(jie)(jie)合(he)力(li)不(bu)強(qiang),為增加(jia)(jia)抗(kang)靜(jing)電劑牢度,提高抗(kang)靜(jing)電的耐久性,可加(jia)(jia)入(ru)交聯劑三聚氰(qing)胺,并以MgCl2為催化(hua)劑。
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