本文选用的抗静电剂TF-480是聚酯聚醚类聚合物,分子结构中的对苯二甲酸乙二醇链段与涤纶大分子结构相似,在高温下,可进入聚酯的微软化纤维表面而与聚酯大分子产生共结晶,固着在涤纶上获得耐久性:同时,其分子结构中含有聚醚链部分,具有吸湿性,可提高织物的含湿量,增加导电性,加快静电荷的逸散速度,赋予织物一定的抗静电能力,同时使织物具有易去污性能[11]。本文采用该整理剂对涤纶、锦纶织物进行整理,优化加工工艺,以提高织物的抗静电性能。
1 实验部分
1.1材料与仪器
染色春亚纺(涤纶)和染色塔丝绒(锦纶)(吴江盛虹印染公司提供),抗静电剂TF-480,三聚氰胺, MgCl2,纯碱,洗衣粉(市售)。
气压式轧车,小定型烘干机,YG342织物感应式静电测试仪,U测色仪,家用洗衣机。
1.2 实验工艺
1.2.1 工艺流程
一浸一轧(轧液率80%)→预烘(90~95℃×1min)→焙烘→皂洗→水洗→烘干→抗静电织物。
1.2.2 皂洗条件
洗衣粉2 g/L,纯碱2 g/L,40℃,5 min,浴比 1:30,然后在清水中漂洗3次。为检测整理织物抗静电的耐久性,以上操作重复20次,烘干后得到抗静电织物。
1.2.3 织物抗静电性测试
温度(20±2)℃,相对湿度(35±2)%,平衡3h,测试静电电压和半衰期。
1.2.4织物K/S值测试
采用D65光源和10°视场,测试织物K/S值。
2结果与讨论
2.1 未经抗静电剂整理织物的性能
未经抗静电剂整理织物的静电性能和K/S值测试结果见表1。
表1 未整理织物的静电性能和K/S值
整理织物 静电电压峰值/V 半衰期/s K/S值 洗前 洗后 染色春亚纺 染色塔丝绒 883由表1可知,未经整理织物的静电电压和半衰期都很高,如直接服用会产生严重的静电现象。水洗后的K/S值低于水洗前的,主要是因为织物褪色的缘故。
2.2 抗静电剂TF-480对织物抗静电整理
采用单因素法,用抗静电剂TF-480分别对染色春亚纺和染色塔丝绒进行处理,测试其整理效果,优化抗静电剂质量浓度、焙烘温度、处理时间和交联剂用量。
2.2.1抗静电剂质量浓度对抗静电性能的影响
采用5种不同质量浓度的TF-480对织物进行处理,经浸轧和180℃×30s整理后进行测试,结果见表2。
表2 抗静电剂质量浓度对织物抗静电性能的影响
质量浓度由表2可知,用抗静电剂TF-480处理的织物抗静电效果相当明显。当用质量浓度为30~40g/L的抗静电剂处理涤纶织物后,静电电压和半衰期最低,故质量浓度选择30g/L为宜。对整理前后涤纶织物的K/S值进行比较发现,不管水洗前后,整理后织物的K/S值均增加。对锦纶织物而言,用质量浓度为60g/L的抗静电剂处理的织物其静电电压和半衰期最低,但考虑到成本问题,经30g/L抗静电剂处理的织物静电电压较低,经40g/L抗静电剂处理的织物半衰期较低,所以质量浓度可选择30~40g/L。对整理前后锦纶织物的K/S值进行比较发现,不管水洗前后,整理后织物的K/S值均降低,织物表观颜色深度下降,这可能是因为抗静电剂的加入影响了染料的发色。
2.2.2 焙烘温度对织物抗静电性能的影响
根据2.2.1测试情况,选择抗静电剂质量浓度为30g/L,焙烘时间为30s。测试焙烘温度对抗静电为30g/L,焙烘时间为30s,测试焙烘温度对抗静电性能的影响,结果见表3。
由表3可知,涤纶织物经150~190 ℃焙烘后,静电电压峰值和半衰期均很小,考虑到焙烘温度是影响整理效果的一个重要因素,温度过低,反应速率低,交联反应不完全,温度过高,手感变差,织物易受损,因此,焙烘温度选择160~170℃为宜。就锦纶织物而言,经180℃炉烘的织物,其静电电压最低,半衰期也较低,考虑到150~190℃围内半衰期变化不大,所以焙烘温度以180℃为宜。
表3 焙烘温度对织物抗静电性能的影响
质量浓度/(g·L-1) 染色春亚纺 染色塔丝绒 静电电压峰值/V 半衰期/ s K/S值 静电电压 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 0.082.2.3焙烘时间对织物抗静电性能的影响
根据2.2.1、2.2.2小节的测试情况,选择质量浓度为30g/L的抗静电剂,涤纶织物焙烘温度选择 170℃,锦纶织物焙烘温度选择180℃,测试不同焙烘时间对织物抗静电性能的影响,实验结果见表4。
表4 焙烘时间对织物抗静电性能的影响
质量浓度由表4可知,焙烘时间对涤纶织物静电电压和半衰期影响不大。考虑到焙烘时间过短,可能造成反应不完全;时间过长,手感变粗糙,综合各因素选择30s为宜。就锦纶织物而言,当焙烘时间为40s时,静电电压和半衰期最低,所以焙烘时间以40s为宜。
通过对抗静电剂浓度、焙烘温度和时间的单因素实验,得到整理涤纶织物较合适的工艺:整理剂质量浓度为30g/L,170℃×30s;整理锦纶织物较合适的工艺:整理剂质量浓度为30~40g/L,180℃×40s。
2.2.4 交联剂质量浓度对织物抗静电性能的影响
以三聚氰胺为交联剂、MgCl2为催化剂,测试其对织物抗静电性能的影响,实验条件为:抗静电剂质量浓度30g/L,涤纶织物170℃×30s,锦纶织物 180℃×30 s,结果见表5。
表5 交联剂质量浓度对织物抗静电性能的影响
质量浓度由表5可知,对涤纶织物来说,加入交联剂对降低静电电压峰值和半衰期作用不大,因此,整理涤纶织物时可不用交联剂。原因可能是抗静电剂TF-480能与涤纶分子结合,交联剂的加入不起作用。而对锦纶织物而言,当交联剂质量浓度为6sL时,能降低静电电压峰值和半衰期,抗静电性最好,这可能是因为抗静电剂TF-480通过交联剂与锦纶发生结合,提高了抗静电剂在锦纶上的牢度,从而可增加其耐久性。
3 结论
1)抗静电剂TF-480对涤纶和锦纶织物均有较好的抗静电效果,且耐久性良好。涤纶织物的整理工艺:整理剂质量浓度为30g/L,170℃×30s;锦纶织物的整理工艺:整理剂质量浓度为30~40g/L,交联剂质量浓度为6 g/L,180℃×40s。
2)从分子结构分析,由于抗静电剂TF-480和涤纶分子的结构相似,故该抗静电剂能与涤纶分子较好结合,在整理中可不加交联剂:而锦纶为聚酰胺高分子化合物,与抗静电剂TF-480结构有差异,抗静电剂与锦纶纤维的结合力不强,为增加抗静电剂牢度,提高抗静电的耐久性,可加入交联剂三聚氰胺,并以MgCl2为催化剂。