新型抗靜電劑的開發(fā)及其在毛紡上的應用

新型抗靜電劑的開發(fā)及其在毛紡上的應用
雖然羊毛纖維是一種吸濕性良好的動物纖維，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)應用為廣泛的一種化學纖維，與天然纖維(如羊毛纖維)混紡后，能賦予織物較高的強力和抗皺性，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，有暫時型的也有永久型的。應該說這些抗靜電劑對消除纖維的靜電性，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苯二甲酸及乙二醇等原料先進行酯化反應生成對苯二甲酸乙二醇初縮體，再由聚乙二醇分別和對苯二甲酸初縮體，以及其它有機縮合體進行縮聚反應得到的一種高聚物。主要反應和分子組成如下：
其中n、m為聚臺數(shù)，R為高聚多元酸基，a為高聚物平均羥基數(shù)。主體聚臺物分子量在1～3萬之間，熔點在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)過高溫熱處理過程，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，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。當聚酯纖維大分子在新的位置上重建新的分子間力時，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(層)。親水點(層)使聚酯纖維表面具有一定的吸濕性(見圖1)。
同時，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，通過二者之間的縮聚反應，會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用。在浸染和軋染中應用可改善然與潤滑效果和染色均勻性。在后整理中可單獨使用，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、繩狀染色機及成衣染色機等，不改變正常染色工藝。染裕40℃時加入抗靜電劑(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,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．)，對染色后的聚酯織物依據(jù)FJ549檢測，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
采用浸軋烘焙法對羊毛/聚酯纖維互訪織物進行整理，然后按FZ/T1042作為檢驗及判定依據(jù)，在權(quán)威部門對20/80和50/50羊毛/聚酯纖維織物進行靜電壓和靜電半衰期試驗，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50/50羊毛僳酯纖維織物來說，根本測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，記錄一定時間后水在布面上的上升高度，測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，運動自由度大，分子間作用力較弱，表現(xiàn)出較低的表面張力，有很好的潤滑性和柔軟性。對羊毛纖維，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。而對聚酯纖維，由于抗靜電劑大分子對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。實驗結(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織物的潤滑和柔軟作用。
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理，充分表明它對羊毛、聚酯纖維的吸濕基團結(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滑作用，并使織物手感明顯改善。jnuBip

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