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本文選(xuan)用的(de)抗靜電(dian)(dian)劑TF-480是聚(ju)酯聚(ju)醚類(lei)聚(ju)合物(wu),分(fen)(fen)子(zi)(zi)結構(gou)中的(de)對(dui)苯二甲酸(suan)乙(yi)二醇鏈(lian)段與(yu)滌綸大分(fen)(fen)子(zi)(zi)結構(gou)相似,在高溫下,可進入聚(ju)酯的(de)微軟化(hua)纖維表面而與(yu)聚(ju)酯大分(fen)(fen)子(zi)(zi)產生共結晶,固著在滌綸上獲得(de)耐久(jiu)性:同時,其分(fen)(fen)子(zi)(zi)結構(gou)中含(han)(han)有(you)聚(ju)醚鏈(lian)部分(fen)(fen),具有(you)吸濕(shi)性,可提高織物(wu)的(de)含(han)(han)濕(shi)量,增加導電(dian)(dian)性,加快靜電(dian)(dian)荷的(de)逸散(san)速度,賦(fu)予(yu)織物(wu)一定的(de)抗靜電(dian)(dian)能力(li),同時使織物(wu)具有(you)易去(qu)污性能[11]。本文采用該(gai)整(zheng)理劑對(dui)滌綸、錦綸織物(wu)進行(xing)整(zheng)理,優化(hua)加工工藝,以提高織物(wu)的(de)抗靜電(dian)(dian)性能。
1 實驗部分
1.1材料與(yu)儀器
染(ran)色(se)春(chun)亞(ya)紡(滌綸)和(he)染(ran)色(se)塔(ta)絲絨(錦(jin)綸)(吳江盛虹印染(ran)公司提供),抗靜電(dian)劑TF-480,三聚(ju)氰胺(an), MgCl2,純堿,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(jia)用洗衣機。
1.2 實(shi)驗(yan)工藝
1.2.1 工藝(yi)流程
一浸一軋(軋液率80%)→預烘(hong)(hong)(90~95℃×1min)→焙(bei)烘(hong)(hong)→皂洗(xi)→水(shui)洗(xi)→烘(hong)(hong)干(gan)→抗靜(jing)電織物。
1.2.2 皂(zao)洗條件(jian)
洗(xi)衣粉2 g/L,純堿2 g/L,40℃,5 min,浴(yu)比(bi) 1:30,然后(hou)在(zai)清(qing)水(shui)中漂洗(xi)3次。為檢(jian)測整理織(zhi)物抗靜(jing)電(dian)的(de)耐久性,以上操作重復20次,烘干后(hou)得到抗靜(jing)電(dian)織(zhi)物。
1.2.3 織物抗靜電(dian)性測(ce)試
溫(wen)度(du)(du)(20±2)℃,相對濕度(du)(du)(35±2)%,平衡3h,測試靜電電壓和半衰期。
1.2.4織物K/S值測試
采用(yong)D65光(guang)源和10°視場,測試織物K/S值。
2結果與討論
2.1 未經抗靜電劑整(zheng)理織物的性(xing)能
未經抗靜電劑整(zheng)理(li)織(zhi)物的靜電性能和(he)K/S值測(ce)試結果(guo)見表1。
表1 未整理織物的靜(jing)電性(xing)能(neng)和(he)K/S值(zhi)
| 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)靜電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓和半衰期都(dou)很(hen)高(gao),如直接(jie)服用會產生嚴重(zhong)的(de)靜電(dian)(dian)現象(xiang)。水洗后的(de)K/S值(zhi)低于(yu)水洗前的(de),主(zhu)要是因為織物(wu)褪色的(de)緣故(gu)。
2.2 抗靜(jing)電(dian)劑(ji)TF-480對(dui)織物(wu)抗靜(jing)電(dian)整理(li)
采用(yong)單因素法,用(yong)抗靜(jing)電劑TF-480分別對(dui)染色春亞紡和染色塔絲絨進行(xing)處理,測(ce)試其(qi)整(zheng)理效果,優化(hua)抗靜(jing)電劑質量(liang)濃度、焙烘溫度、處理時間和交聯(lian)劑用(yong)量(liang)。
2.2.1抗靜(jing)電劑(ji)質量濃度對抗靜(jing)電性能的影響(xiang)
采(cai)用5種不(bu)同質(zhi)量濃度的TF-480對織物進行處理,經浸軋和180℃×30s整理后進行測試,結果見表2。
表2 抗靜(jing)電(dian)劑質量濃(nong)度對織物抗靜(jing)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)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)TF-480處(chu)理(li)的(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)物抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)效果相(xiang)當(dang)明顯。當(dang)用質(zhi)量濃度為30~40g/L的(de)(de)抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)處(chu)理(li)滌綸織(zhi)(zhi)(zhi)物后,靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)(ya)和(he)半衰期(qi)最低(di),故質(zhi)量濃度選擇(ze)30g/L為宜。對整(zheng)(zheng)理(li)前(qian)(qian)后滌綸織(zhi)(zhi)(zhi)物的(de)(de)K/S值(zhi)進行比較(jiao)(jiao)發(fa)現(xian),不(bu)管(guan)水(shui)(shui)洗前(qian)(qian)后,整(zheng)(zheng)理(li)后織(zhi)(zhi)(zhi)物的(de)(de)K/S值(zhi)均增(zeng)加。對錦綸織(zhi)(zhi)(zhi)物而言,用質(zhi)量濃度為60g/L的(de)(de)抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)處(chu)理(li)的(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)物其靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)(ya)和(he)半衰期(qi)最低(di),但考慮到成本問題,經30g/L抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)處(chu)理(li)的(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)物靜(jing)(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)(ya)較(jiao)(jiao)低(di),經40g/L抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)處(chu)理(li)的(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)物半衰期(qi)較(jiao)(jiao)低(di),所(suo)以質(zhi)量濃度可選擇(ze)30~40g/L。對整(zheng)(zheng)理(li)前(qian)(qian)后錦綸織(zhi)(zhi)(zhi)物的(de)(de)K/S值(zhi)進行比較(jiao)(jiao)發(fa)現(xian),不(bu)管(guan)水(shui)(shui)洗前(qian)(qian)后,整(zheng)(zheng)理(li)后織(zhi)(zhi)(zhi)物的(de)(de)K/S值(zhi)均降低(di),織(zhi)(zhi)(zhi)物表觀顏色(se)深(shen)度下降,這(zhe)可能(neng)是因為抗(kang)靜(jing)(jing)電(dian)劑(ji)的(de)(de)加入(ru)影響(xiang)了(le)染料的(de)(de)發(fa)色(se)。
2.2.2 焙(bei)烘溫度對織物抗靜電(dian)性(xing)能的(de)影響
根據2.2.1測(ce)試(shi)情況,選擇抗靜(jing)電劑(ji)質量(liang)濃度為(wei)30g/L,焙烘時(shi)間為(wei)30s。測(ce)試(shi)焙烘溫度對(dui)抗靜(jing)電為(wei)30g/L,焙烘時(shi)間為(wei)30s,測(ce)試(shi)焙烘溫度對(dui)抗靜(jing)電性(xing)能的影響,結果見表3。
由表3可知,滌綸(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)經(jing)150~190 ℃焙烘(hong)后,靜(jing)電電壓(ya)峰值和(he)半(ban)衰(shuai)期均(jun)很小,考慮(lv)到(dao)焙烘(hong)溫度(du)(du)是影響整理(li)效果的(de)一個重要(yao)因素,溫度(du)(du)過低,反應速率(lv)低,交聯反應不(bu)(bu)完(wan)全,溫度(du)(du)過高,手感變差,織(zhi)(zhi)物(wu)易受損,因此,焙烘(hong)溫度(du)(du)選擇160~170℃為宜。就錦(jin)綸(lun)織(zhi)(zhi)物(wu)而言,經(jing)180℃爐烘(hong)的(de)織(zhi)(zhi)物(wu),其靜(jing)電電壓(ya)最低,半(ban)衰(shuai)期也較低,考慮(lv)到(dao)150~190℃圍內(nei)半(ban)衰(shuai)期變化不(bu)(bu)大,所以焙烘(hong)溫度(du)(du)以180℃為宜。
表3 焙(bei)烘溫度(du)對織(zhi)物抗靜(jing)電性能的(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 | |||||
| 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(jing)電性能的影響
根據2.2.1、2.2.2小節的測試(shi)情(qing)況(kuang),選擇(ze)質量(liang)濃度為30g/L的抗靜(jing)電(dian)劑(ji),滌綸織(zhi)物焙烘(hong)溫度選擇(ze) 170℃,錦綸織(zhi)物焙烘(hong)溫度選擇(ze)180℃,測試(shi)不同(tong)焙烘(hong)時間對織(zhi)物抗靜(jing)電(dian)性能的影響(xiang),實驗結果見表4。
表4 焙(bei)烘時間對織(zhi)物(wu)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 |
由表4可(ke)知,焙(bei)(bei)烘(hong)時(shi)(shi)(shi)(shi)間對滌綸織物靜(jing)電電壓和半衰期影響不(bu)大(da)。考慮(lv)到焙(bei)(bei)烘(hong)時(shi)(shi)(shi)(shi)間過短(duan),可(ke)能(neng)造成反應不(bu)完(wan)全(quan);時(shi)(shi)(shi)(shi)間過長(chang),手感變粗糙,綜合各因素選擇30s為(wei)(wei)宜。就錦綸織物而言,當焙(bei)(bei)烘(hong)時(shi)(shi)(shi)(shi)間為(wei)(wei)40s時(shi)(shi)(shi)(shi),靜(jing)電電壓和半衰期最(zui)低,所以(yi)(yi)焙(bei)(bei)烘(hong)時(shi)(shi)(shi)(shi)間以(yi)(yi)40s為(wei)(wei)宜。
通過對抗靜電(dian)劑濃(nong)度、焙(bei)烘溫度和時(shi)間的(de)單因素(su)實驗,得到整(zheng)理(li)滌綸織物較合適的(de)工(gong)藝(yi):整(zheng)理(li)劑質量濃(nong)度為30g/L,170℃×30s;整(zheng)理(li)錦(jin)綸織物較合適的(de)工(gong)藝(yi):整(zheng)理(li)劑質量濃(nong)度為30~40g/L,180℃×40s。
2.2.4 交聯(lian)劑質量濃(nong)度對織物抗靜電性能的影響
以三聚氰胺(an)為(wei)(wei)交(jiao)聯劑、MgCl2為(wei)(wei)催化劑,測試其對織物(wu)抗靜電性能(neng)的(de)影響,實驗條件為(wei)(wei):抗靜電劑質量濃(nong)度30g/L,滌綸織物(wu)170℃×30s,錦綸織物(wu) 180℃×30 s,結果(guo)見(jian)表5。
表5 交聯(lian)劑質量濃度對織物抗(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,對滌(di)綸(lun)織(zhi)物(wu)來(lai)說,加(jia)入交聯(lian)劑(ji)對降低(di)靜(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓峰值和(he)半衰期作(zuo)用不大(da),因(yin)此,整理(li)滌(di)綸(lun)織(zhi)物(wu)時可(ke)不用交聯(lian)劑(ji)。原因(yin)可(ke)能(neng)(neng)是抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)劑(ji)TF-480能(neng)(neng)與滌(di)綸(lun)分子(zi)結(jie)合(he),交聯(lian)劑(ji)的加(jia)入不起作(zuo)用。而(er)對錦(jin)綸(lun)織(zhi)物(wu)而(er)言,當交聯(lian)劑(ji)質量(liang)濃(nong)度為(wei)6sL時,能(neng)(neng)降低(di)靜(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓峰值和(he)半衰期,抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)性最好,這可(ke)能(neng)(neng)是因(yin)為(wei)抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)劑(ji)TF-480通過交聯(lian)劑(ji)與錦(jin)綸(lun)發生結(jie)合(he),提高了抗(kang)靜(jing)電(dian)(dian)劑(ji)在(zai)錦(jin)綸(lun)上的牢度,從而(er)可(ke)增加(jia)其耐久性。
3 結論
1)抗靜(jing)電(dian)劑(ji)TF-480對滌綸和錦(jin)綸織(zhi)(zhi)物均(jun)有較好(hao)的抗靜(jing)電(dian)效果(guo),且耐久(jiu)性(xing)良好(hao)。滌綸織(zhi)(zhi)物的整理(li)(li)工(gong)藝(yi):整理(li)(li)劑(ji)質(zhi)量(liang)濃(nong)度為(wei)30g/L,170℃×30s;錦(jin)綸織(zhi)(zhi)物的整理(li)(li)工(gong)藝(yi):整理(li)(li)劑(ji)質(zhi)量(liang)濃(nong)度為(wei)30~40g/L,交聯劑(ji)質(zhi)量(liang)濃(nong)度為(wei)6 g/L,180℃×40s。
2)從分(fen)子結(jie)構(gou)分(fen)析(xi),由于抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電劑(ji)TF-480和滌(di)綸(lun)(lun)分(fen)子的結(jie)構(gou)相(xiang)似,故該抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電劑(ji)能與(yu)(yu)滌(di)綸(lun)(lun)分(fen)子較好結(jie)合,在整理中可不加(jia)交(jiao)聯劑(ji):而錦綸(lun)(lun)為聚酰(xian)胺高(gao)分(fen)子化(hua)(hua)合物,與(yu)(yu)抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電劑(ji)TF-480結(jie)構(gou)有差異(yi),抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電劑(ji)與(yu)(yu)錦綸(lun)(lun)纖維的結(jie)合力(li)不強(qiang),為增加(jia)抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電劑(ji)牢(lao)度,提高(gao)抗(kang)(kang)靜(jing)(jing)電的耐久(jiu)性(xing),可加(jia)入交(jiao)聯劑(ji)三聚氰胺,并(bing)以MgCl2為催化(hua)(hua)劑(ji)。
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