新型抗静电剂的开发及其在毛纺上的应用
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新型抗静电剂的开发及其在毛纺上的应用

新型抗静电剂的开发及其在毛纺上的应用
虽然羊毛纤维是一种吸湿性良好的动物纤维,但在干燥季节及北方地区也非常容易产生静电现象。聚酯纤维是纺织服装行业应用最为广泛的一种化学纤维,与天然纤维(如羊毛纤维)混纺后,能赋予织物较高的强力和抗皱性,改善易保养性。然而由于聚酯纤维的疏水性也使其织物在生产和服用过程中极易产生静电现象,从而导致易吸尘、易沾污,影响了织物在服用过程中的舒适性、透通性。所以,如何减少和消除羊毛纤维、聚酯纤维及其混纺织物加工和服用中的静电,是纺织行业多年来亟待解决的关键性问题之一。
多年来,围绕消除羊毛和聚酯纤维混纺织物的静电性做了大量的研究工作。相继开发多种类型的抗静电剂,有暂时型的也有永久型的。应该说这些抗静电剂对消除纤维的静电性,能够起到良好的作用,但也存在影响织物服用舒适性的问题。如耐洗牢度不好,不能有效防止污垢再沉积,还引起织物色牢度差,并造成织物手感变硬。新型抗静电剂是一种耐久性、舒适性整理剂,它能改善聚酯纤维的吸湿性,赋予织物去油污、抗静电的性能,改善织物平滑、柔软的手感。
2新型扰静电嗣组成及其理化性能
新型抗静电剂是由对苯二甲酸及乙二醇等原料先进行酯化反应生成对苯二甲酸乙二醇初缩体,再由聚乙二醇分别和对苯二甲酸初缩体,以及其它有机缩合体进行缩聚反应得到的一种高聚物。主要反应和分子组成如下:
其中n、m为聚台数,R为高聚多元酸基,a为高聚物平均羟基数。主体聚台物分子量在1~3万之间,熔点在60℃左右。新型抗静电剂是非离子和阴离子型的乳白色或淡黄色膏状体,加热水可配制为不同浓度的水分散液,pH值显中性或略偏酸性,与阴离子和非离子助剂相溶。
3新型抗静电剂的作用机理
羊毛/聚酯纤维混纺织物在加工过程中,一般都要经过高温热处理过程,如高温染色、高温烘干定形等。在热处理中聚酯纤维膨胀,部分大分子链段移动,其分子间作用力减小。由于抗静电剂与聚酯纤维具有相似的苯环直链结构,使得抗静电剂的苯环中心迅速地嵌入聚酯纤维内部,并与聚酯纤维分子产生一定的作用力。当聚酯纤维大分子在新的位置上重建新的分子间力时,抗静电剂分子被一同固定下来,其分子中亲水部分(聚乙二醇)便覆在聚酯纤维表面形成亲水点(层)。亲水点(层)使聚酯纤维表面具有一定的吸湿性(见图1)。
同时,抗静电剂高聚物和聚乙二醇在羊毛/聚酯纤维高温烘干或定型时,通过二者之间的缩聚反应,会沉积或嵌入羊毛纤维中,也改善了羊毛纤维的吸湿结构,从而消除了羊毛纤维的静电性。
4新型抗静电剂的应用
新型抗静电剂在羊毛/聚酯纤维混纺织物的染色和后整理中应用。在浸染和轧染中应用可改善然与润滑效果和染色均匀性。在后整理中可单独使用,也可同其他整理剂(如柔软剂、树脂等)同裕使用。
4.1高温染色中使用条件
这种方法适用于高温染色喷射机、绳状染色机及成衣染色机等,不改变正常染色工艺。染裕40℃时加入抗静电剂(有效成分15%)4%-7%(o,w,f)和适量分散剂,调节溶液ph4.5-5.5,升温至60-65℃加入染料,混合完全后升温至130℃,染色15-45min,冷却并漂洗.染深色时,染液中最好先不添加染料,升温到60℃并保持45min,然后加入染料并继续升温,染色。
4.2轧染中使用条件
在室温下添加抗静电剂(有效成分15%)4%-7%(o.w.f),调节pH5.0-6.0,常规时间、温度下烘干,然后175℃烘焙60--30-60s。此法不宜染深色。
4.3后整理中使用条件
抗静电剂(有效成分15%)用量66g/L,2浸2轧,轧余率60%,100*C烘干,175"C焙烘30-60s。
5新型抗静电剂的性能
5.1抗静电性
在聚酯纤维染色中,加入抗静电剂(有效成分15%)3%(o.w.f.),对染色后的聚酯织物依据FJ549检测,结果列于表1。
表1经抗静电剂处理的聚酯纤维织物抗静电性
---------------------------------------------
试样    静电电压/V    静电半衰期/S
原样      393         51.2
处理后     185         1.6
采用浸轧烘焙法对羊毛/聚酯纤维互访织物进行整理,然后按FZ/T1042作为检验及判定依据,在权威部门对20/80和50/50羊毛/聚酯纤维织物进行静电压和静电半衰期试验,结果列于表2和表3种。
表220/80羊毛/聚酯纤维织物抗静电性
-----------------------------------
试样  静电压/V   静电半衰期/S
原样  1117       25.6
整理后 550        1.2
表350/50羊毛/聚酯纤维织物抗静电性
--------------------------------------------------------------
静电    静电      残留电压/V
试样                --------------------------
电压/V   半衰期/S 60S  120S 180S  240S
---------------------------------------------------------------
原样     1617   测不到  1300  1167 1050  983
整理后    1067    3.2       ----
整理洗涤50次 1417    121.4      ----
---------------------------------------------------------------
从表1~表3可看出,聚醋织物和20/80羊毛/聚醋纤维织物经抗静电剂处理后,静电电压和静电半衰期都明显下降。对50/50羊毛僳酯纤维织物来说,根本测不到原样静电半衰期,残留电压很大。经抗静电剂整理后,静电半衰期著下降,水洗50次后,仍然有良好的抗静电效果。
5.2吸湿性
将聚酯织物及羊毛/聚酯纤维织物剪成5em×20cm的条状,其下端挂有夹子,使布面平直。将下端浸入水中,记录一定时间后水在布面上的上升高度,测得液体在织物上的吸湿高度。结果显示,经抗静电剂处理后的聚酯织物和羊毛/聚酯纤维织物,其吸湿高度明显大于未经抗静电剂处理的织物。在吸尘试验中,经抗静电剂处理后的织物也具有较为明显的防尘性。
5.3柔软性
由于新型抗静电剂大分子柔软性好,原子间键距大,运动自由度大,分子间作用力较弱,表现出较低的表面张力,有很好的润滑性和柔软性。对羊毛纤维,改变了羊毛纤维的双向摩擦系数,使其接近一致,有效地防止了羊毛纤维的不可逆移动。而对聚酯纤维,由于抗静电剂大分子对聚醋纤维大分子有较大的亲和力,故赋予聚醋纤维更光滑和柔软的手感。实验结果表明,新型抗静电剂能减少纤维屈曲滞后性,改善织物的悬垂性,获得柔软的手感。
抗静电剂在羊毛染色中使用,发现羊毛纤维的纺纱、织造效率也有相应提高,织物没有划痕,改善了手感。从侧面也证明新型抗静电剂对织物的润滑和柔软作用。
6结论
①用新型抗静电剂整理羊毛/聚酯纤维混纺织物,会使织物的抗静电性显著提高,水洗50次后,经抗静电剂处理的羊毛/聚酯纤维混纺织物仍具有良好的抗静电性,表明新型抗静电剂不仅抗静电性好,抗静电耐久性也好。
②新型抗静电剂的作用机理,充分表明它对羊毛、聚酯纤维的吸湿基团结构的改变,改善和增加了纤维的吸湿性,从而有效地防止织物吸尘,提高织物的抗污性。
③新型抗静电剂的大分子柔顺结构,使它在羊毛、聚酯纤维等织物的染色中起到润滑作用,并使织物手感明显改善。jnuBip


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