新型抗靜電劑的開發(fā)及其在毛紡上的應(yīng)用
新型抗靜電劑的開發(fā)及其在毛紡上的應(yīng)用
雖然羊毛纖維是一種吸濕性良好的動(dòng)物纖維,但在干燥季節(jié)及北方地區(qū)也非常容易產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。聚酯纖維是紡織服裝行業(yè)應(yīng)用為廣泛的一種化學(xué)纖維,與天然纖維(如羊毛纖維)混紡后,能賦予
織物較高的強(qiáng)力和抗皺性,改善易保養(yǎng)性。然而由于聚酯纖維的疏水性也使其織物在生產(chǎn)和服用過程中極易產(chǎn)生靜電現(xiàn)象,從而導(dǎo)致易吸塵、易沾污,影響了織物在服用過程中的舒適性、透通性。所以,如何減少和消除羊毛纖維、聚酯纖維及其混紡織物加工和服用中的靜電,是紡織行業(yè)多年來亟待解決的關(guān)鍵性問題之一。
多年來,圍繞消除羊毛和聚酯纖維混紡織物的靜電性做了大量的研究工作。相繼開發(fā)多種類型的抗靜電劑,有暫時(shí)型的也有永久型的。應(yīng)該說這些抗靜電劑對(duì)消除纖維的靜電性,能夠起到良好的作用,但也存在影響織物服用舒適性的問題。如耐洗牢度不好,不能有效防止污垢再沉積,還引起織物色牢度差,并造成織物手感變硬。新型抗靜電劑是一種耐久性、舒適性整理劑,它能改善聚酯纖維的吸濕性,賦予織物去油污、抗靜電的性能,改善織物平滑、柔軟的手感。
2新型擾靜電嗣組成及其理化性能
新型抗靜電劑是由對(duì)苯二甲酸及乙二醇等原料先進(jìn)行酯化反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸乙二醇初縮體,再由聚乙二醇分別和對(duì)苯二甲酸初縮體,以及其它有機(jī)縮合體進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到的一種高聚物。主要反應(yīng)和分子組成如下:
其中n、m為聚臺(tái)數(shù),R為高聚多元酸基,a為高聚物平均羥基數(shù)。主體聚臺(tái)物分子量在1~3萬(wàn)之間,熔點(diǎn)在60℃左右。新型抗靜電劑是非離子和陰離子型的乳白色或淡黃色膏狀體,加熱水可配制為不同濃度的水分散液,pH值顯中性或略偏酸性,與陰離子和非離子助劑相溶。
3新型抗靜電劑的作用機(jī)理
羊毛/聚酯纖維混紡織物在加工過程中,一般都要經(jīng)過高溫?zé)崽幚磉^程,如高溫染色、高溫烘干定形等。在熱處理中聚酯纖維膨脹,部分大分子鏈段移動(dòng),其分子間作用力減小。由于抗靜電劑與聚酯纖維具有相似的苯環(huán)直鏈結(jié)構(gòu),使得抗靜電劑的苯環(huán)中心迅速地嵌入聚酯纖維內(nèi)部,并與聚酯纖維分子產(chǎn)生一定的作用力。當(dāng)聚酯纖維大分子在新的位置上重建新的分子間力時(shí),抗靜電劑分子被一同固定下來,其分子中親水部分(聚乙二醇)便覆在聚酯纖維表面形成親水點(diǎn)(層)。親水點(diǎn)(層)使聚酯纖維表面具有一定的吸濕性(見圖1)。
同時(shí),抗靜電劑高聚物和聚乙二醇在羊毛/聚酯纖維高溫烘干或定型時(shí),通過二者之間的縮聚反應(yīng),會(huì)沉積或嵌入羊毛纖維中,也改善了羊毛纖維的吸濕結(jié)構(gòu),從而消除了羊毛纖維的靜電性。
4新型抗靜電劑的應(yīng)用
新型抗靜電劑在羊毛/聚酯纖維混紡織物的染色和后整理中應(yīng)用。在浸染和軋染中應(yīng)用可改善然與潤(rùn)滑效果和染色均勻性。在后整理中可單獨(dú)使用,也可同其他整理劑(如柔軟劑、樹脂等)同裕使用。
4.1高溫染色中使用條件
這種方法適用于高溫染色噴射機(jī)、繩狀染色機(jī)及成衣染色機(jī)等,不改變正常染色工藝。染裕40℃時(shí)加入抗靜電劑(有效成分15%)4%-7%(o,w,f)和適量分散劑,調(diào)節(jié)溶液ph4.5-5.5,升溫至60-65℃加入染料,混合完全后升溫至130℃,染色15-45min,冷卻并漂洗.染深色時(shí),染液中好先不添加染料,升溫到60℃并保持45min,然后加入染料并繼續(xù)升溫,染色。
4.2軋染中使用條件
在室溫下添加抗靜電劑(有效成分15%)4%-7%(o.w.f),調(diào)節(jié)pH5.0-6.0,常規(guī)時(shí)間、溫度下烘干,然后175℃烘焙60--30-60s。此法不宜染深色。
4.3后整理中使用條件
抗靜電劑(有效成分15%)用量66g/L,2浸2軋,軋余率60%,100*C烘干,175"C焙烘30-60s。
5新型抗靜電劑的性能
5.1抗靜電性
在聚酯纖維染色中,加入抗靜電劑(有效成分15%)3%(o.w.f.),對(duì)染色后的聚酯織物依據(jù)FJ549檢測(cè),結(jié)果列于表1。
表1經(jīng)抗靜電劑處理的聚酯纖維織物抗靜電性
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試樣 靜電電壓/V 靜電半衰期/S
原樣 393 51.2
處理后 185 1.6
采用浸軋烘焙法對(duì)羊毛/聚酯纖維互訪織物進(jìn)行整理,然后按FZ/T1042作為檢驗(yàn)及判定依據(jù),在權(quán)威部門對(duì)20/80和50/50羊毛/聚酯纖維織物進(jìn)行靜電壓和靜電半衰期試驗(yàn),結(jié)果列于表2和表3種。
表220/80羊毛/聚酯纖維織物抗靜電性
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試樣 靜電壓/V 靜電半衰期/S
原樣 1117 25.6
整理后 550 1.2
表350/50羊毛/聚酯纖維織物抗靜電性
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靜電 靜電 殘留電壓/V
試樣 --------------------------
電壓/V 半衰期/S 60S 120S 180S 240S
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原樣 1617 測(cè)不到 1300 1167 1050 983
整理后 1067 3.2 ----
整理洗滌50次 1417 121.4 ----
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從表1~表3可看出,聚醋織物和20/80羊毛/聚醋纖維織物經(jīng)抗靜電劑處理后,靜電電壓和靜電半衰期都明顯下降。對(duì)50/50羊毛僳酯纖維織物來說,根本測(cè)不到原樣靜電半衰期,殘留電壓很大。經(jīng)抗靜電劑整理后,靜電半衰期著下降,水洗50次后,仍然有良好的抗靜電效果。
5.2吸濕性
將聚酯織物及羊毛/聚酯纖維織物剪成5em×20cm的條狀,其下端掛有夾子,使布面平直。將下端浸入水中,記錄一定時(shí)間后水在布面上的上升高度,測(cè)得液體在織物上的吸濕高度。結(jié)果顯示,經(jīng)抗靜電劑處理后的聚酯織物和羊毛/聚酯纖維織物,其吸濕高度明顯大于未經(jīng)抗靜電劑處理的織物。在吸塵試驗(yàn)中,經(jīng)抗靜電劑處理后的織物也具有較為明顯的防塵性。
5.3柔軟性
由于新型抗靜電劑大分子柔軟性好,原子間鍵距大,運(yùn)動(dòng)自由度大,分子間作用力較弱,表現(xiàn)出較低的表面張力,有很好的潤(rùn)滑性和柔軟性。對(duì)羊毛纖維,改變了羊毛纖維的雙向摩擦系數(shù),使其接近一致,有效地防止了羊毛纖維的不可逆移動(dòng)。而對(duì)聚酯纖維,由于抗靜電劑大分子對(duì)聚醋纖維大分子有較大的親和力,故賦予聚醋纖維更光滑和柔軟的手感。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,新型抗靜電劑能減少纖維屈曲滯后性,改善織物的懸垂性,獲得柔軟的手感。
抗靜電劑在羊毛染色中使用,發(fā)現(xiàn)羊毛纖維的紡紗、織造效率也有相應(yīng)提高,織物沒有劃痕,改善了手感。從側(cè)面也證明新型抗靜電劑對(duì)織物的潤(rùn)滑和柔軟作用。
6結(jié)論
①用新型抗靜電劑整理羊毛/聚酯纖維混紡織物,會(huì)使織物的抗靜電性顯著提高,水洗50次后,經(jīng)抗靜電劑處理的羊毛/聚酯纖維混紡織物仍具有良好的抗靜電性,表明新型抗靜電劑不僅抗靜電性好,抗靜電耐久性也好。
②新型抗靜電劑的作用機(jī)理,充分表明它對(duì)羊毛、聚酯纖維的吸濕基團(tuán)結(jié)構(gòu)的改變,改善和增加了纖維的吸濕性,從而有效地防止織物吸塵,提高織物的抗污性。
③新型抗靜電劑的大分子柔順結(jié)構(gòu),使它在羊毛、聚酯纖維等織物的染色中起到潤(rùn)滑作用,并使織物手感明顯改善。jnuBip
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