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      抗靜電劑對滌綸和錦綸織物的抗靜電效果
      發布時間:2021-10-08 01:35:31   

      本文選用的抗靜電劑TF-480是聚酯聚醚類聚合物,分子結構中的對苯二甲酸乙二醇鏈段與滌綸大分子結構相似,在高溫下,可進入聚酯的微軟化纖維表面而與聚酯大分子產生共結晶,固著在滌綸上獲得耐久性:同時,其分子結構中含有聚醚鏈部分,具有吸濕性,可提高織物的含濕量,增加導電性,加快靜電荷的逸散速度,賦予織物一定的抗靜電能力,同時使織物具有易去污性能[11]。本文采用該整理劑對滌綸、錦綸織物進行整理,優化加工工藝,以提高織物的抗靜電性能。

      1 實驗部分

      1.1材料與儀器

      染色春亞紡(滌綸)和染色塔絲絨(錦綸)(吳江盛虹印染公司提供),抗靜電劑TF-480,三聚氰胺, 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測色儀,家用洗衣機。

      1.2 實驗工藝

      1.2.1 工藝流程

      一浸一軋(軋液率80%)→預烘(90~95℃×1min)→焙烘→皂洗→水洗→烘干→抗靜電織物。

      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,然后在清水中漂洗3次。為檢測整理織物抗靜電的耐久性,以上操作重復20次,烘干后得到抗靜電織物。

      1.2.3 織物抗靜電性測試

      溫度(20±2)℃,相對濕度(35±2)%,平衡3h,測試靜電電壓和半衰期。

      1.2.4織物K/S值測試

      采用D65光源和10°視場,測試織物K/S值。

      2結果與討論

      2.1 未經抗靜電劑整理織物的性能

      未經抗靜電劑整理織物的靜電性能和K/S值測試結果見表1。

      表1 未整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1可知,未經整理織物的靜電電壓和半衰期都很高,如直接服用會產生嚴重的靜電現象。水洗后的K/S值低于水洗前的,主要是因為織物褪色的緣故。

      2.2 抗靜電劑TF-480對織物抗靜電整理

      采用單因素法,用抗靜電劑TF-480分別對染色春亞紡和染色塔絲絨進行處理,測試其整理效果,優化抗靜電劑質量濃度、焙烘溫度、處理時間和交聯劑用量。

      2.2.1抗靜電劑質量濃度對抗靜電性能的影響

      采用5種不同質量濃度的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 抗靜電劑質量濃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 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,用抗靜電劑TF-480處理的織物抗靜電效果相當明顯。當用質量濃度為30~40g/L的抗靜電劑處理滌綸織物后,靜電電壓和半衰期最低,故質量濃度選擇30g/L為宜。對整理前后滌綸織物的K/S值進行比較發現,不管水洗前后,整理后織物的K/S值均增加。對錦綸織物而言,用質量濃度為60g/L的抗靜電劑處理的織物其靜電電壓和半衰期最低,但考慮到成本問題,經30g/L抗靜電劑處理的織物靜電電壓較低,經40g/L抗靜電劑處理的織物半衰期較低,所以質量濃度可選擇30~40g/L。對整理前后錦綸織物的K/S值進行比較發現,不管水洗前后,整理后織物的K/S值均降低,織物表觀顏色深度下降,這可能是因為抗靜電劑的加入影響了染料的發色。

      2.2.2 焙烘溫度對織物抗靜電性能的影響

      根據2.2.1測試情況,選擇抗靜電劑質量濃度為30g/L,焙烘時間為30s。測試焙烘溫度對抗靜電為30g/L,焙烘時間為30s,測試焙烘溫度對抗靜電性能的影響,結果見表3。

      由表3可知,滌綸織物經150~190 ℃焙烘后,靜電電壓峰值和半衰期均很小,考慮到焙烘溫度是影響整理效果的一個重要因素,溫度過低,反應速率低,交聯反應不完全,溫度過高,手感變差,織物易受損,因此,焙烘溫度選擇160~170℃為宜。就錦綸織物而言,經180℃爐烘的織物,其靜電電壓最低,半衰期也較低,考慮到150~190℃圍內半衰期變化不大,所以焙烘溫度以180℃為宜。

      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焙烘時間對織物抗靜電性能的影響

      根據2.2.1、2.2.2小節的測試情況,選擇質量濃度為30g/L的抗靜電劑,滌綸織物焙烘溫度選擇 170℃,錦綸織物焙烘溫度選擇180℃,測試不同焙烘時間對織物抗靜電性能的影響,實驗結果見表4。

      表4 焙烘時間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 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,焙烘時間對滌綸織物靜電電壓和半衰期影響不大??紤]到焙烘時間過短,可能造成反應不完全;時間過長,手感變粗糙,綜合各因素選擇30s為宜。就錦綸織物而言,當焙烘時間為40s時,靜電電壓和半衰期最低,所以焙烘時間以40s為宜。

      通過對抗靜電劑濃度、焙烘溫度和時間的單因素實驗,得到整理滌綸織物較合適的工藝:整理劑質量濃度為30g/L,170℃×30s;整理錦綸織物較合適的工藝:整理劑質量濃度為30~40g/L,180℃×40s。

      2.2.4 交聯劑質量濃度對織物抗靜電性能的影響

      以三聚氰胺為交聯劑、MgCl2為催化劑,測試其對織物抗靜電性能的影響,實驗條件為:抗靜電劑質量濃度30g/L,滌綸織物170℃×30s,錦綸織物 180℃×30 s,結果見表5。

      表5 交聯劑質量濃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 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,對滌綸織物來說,加入交聯劑對降低靜電電壓峰值和半衰期作用不大,因此,整理滌綸織物時可不用交聯劑。原因可能是抗靜電劑TF-480能與滌綸分子結合,交聯劑的加入不起作用。而對錦綸織物而言,當交聯劑質量濃度為6sL時,能降低靜電電壓峰值和半衰期,抗靜電性最好,這可能是因為抗靜電劑TF-480通過交聯劑與錦綸發生結合,提高了抗靜電劑在錦綸上的牢度,從而可增加其耐久性。

      3 結論

      1)抗靜電劑TF-480對滌綸和錦綸織物均有較好的抗靜電效果,且耐久性良好。滌綸織物的整理工藝:整理劑質量濃度為30g/L,170℃×30s;錦綸織物的整理工藝:整理劑質量濃度為30~40g/L,交聯劑質量濃度為6 g/L,180℃×40s。

      2)從分子結構分析,由于抗靜電劑TF-480和滌綸分子的結構相似,故該抗靜電劑能與滌綸分子較好結合,在整理中可不加交聯劑:而錦綸為聚酰胺高分子化合物,與抗靜電劑TF-480結構有差異,抗靜電劑與錦綸纖維的結合力不強,為增加抗靜電劑牢度,提高抗靜電的耐久性,可加入交聯劑三聚氰胺,并以MgCl2為催化劑。


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