大豆/PTT混紡織物的抗靜電整理研究

張振雄，計(jì)紅梅，邱琳斐，許 磊，姚 平

(1.江蘇新民紡織科技股份有限公司，江蘇蘇州215006;2.蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇蘇州215009)

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)紡織產(chǎn)品功能的需求已由單一的保暖型向舒適、健康、安全、美觀等多功能型轉(zhuǎn)變。紡織品的功能整理由于滿足了紡織品某些特殊使用的要求，賦予紡織品優(yōu)良的使用、安全、外觀等性能，因而目的性強(qiáng)、效果好、產(chǎn)品的附加值也高，如特種行業(yè)的阻燃、抗靜電、高低溫防護(hù)、拒水拒油、防紫外線等。如此一來(lái)，許多助劑就要被應(yīng)用［1，2］，而這些助劑的性能以及對(duì)各種織物的處理工藝就需要被開發(fā)。本文主要探討了TA-225抗靜電整理劑對(duì)大豆/PTT混紡織物的抗靜電效果。

1 抗靜電劑的作用機(jī)理

根據(jù)抗靜電劑的添加方式不同，高分子材料抗靜電劑的使用可分為外部涂敷法和內(nèi)部混煉法兩種。外部涂敷法即在高分子材料表面涂上一層抗靜電劑，從而使其起到表面抗靜電作用。內(nèi)部混煉法則是將抗靜電劑與樹脂經(jīng)機(jī)械混合后再加工成型，抗靜電劑分子由高分子材料內(nèi)部向表面遷移，并在表面形成均勻的抗靜電層若表面的抗靜電劑因水洗或擦落后，內(nèi)部抗靜電分子還可以移向表面，從而恢復(fù)其抗靜電性能，因此又稱為永久性抗靜電劑，目前這種技術(shù)已被廣泛使用［3，4］。

無(wú)論是外部涂敷法還是內(nèi)部混煉法，高分子材料用抗靜電劑的作用機(jī)理主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:其一是在材料表面形成導(dǎo)電層，從而降低表面電導(dǎo)率，使已產(chǎn)生的靜電荷迅速泄露。其二是賦予材料表面有一定的潤(rùn)滑性，降低摩擦系數(shù)，從而抑制和減少靜電荷的產(chǎn)生［5，6］。

2 實(shí)驗(yàn)材料

大豆60%/PTT40%混紡織物(紗支21);

3 實(shí)驗(yàn)試劑及器皿

抗靜電劑TA-225、冰醋酸、滲透劑JFC、燒杯、玻璃棒、剪刀、直尺等;

4 實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

pH400型臺(tái)式pH計(jì)、101A-Ⅲ電熱鼓風(fēng)烘箱、HB-BW/BL臥式氣壓電動(dòng)小軋車、YG3421型織物感應(yīng)式靜電測(cè)定儀(采用定壓法和GB12014標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)定輸出電壓為10000V、高壓維持30S、電機(jī)與旋轉(zhuǎn)時(shí)間為5S、布樣規(guī)格45×45mm)、LLY-02織物折皺回復(fù)性測(cè)試儀(采用水平回復(fù)法測(cè)定)、YM065系電子多功能強(qiáng)力儀(按GB/T3923.1-1997測(cè)試斷裂強(qiáng)力)、YG461E數(shù)字式織物透氣量?jī)x(采用GB/T5453標(biāo)準(zhǔn))、LFY-206織物動(dòng)態(tài)懸垂風(fēng)格儀(FZ/T 01045-1996《織物懸垂性試驗(yàn)方法》)、LFY-45織物毛細(xì)管效應(yīng)儀(符合FZ/T01071標(biāo)準(zhǔn));

5 整理工藝流程

織物→浸軋抗靜電整理液(室溫，二浸二軋，調(diào)節(jié)pH值5～7，浴比1:30)→預(yù)烘(120℃，3min)→焙烘(130℃ ～170℃，30S～70S)→水洗→烘干;

6 TA-225整理劑對(duì)大豆/PTT混紡織物抗靜電整理工藝探討

抗靜電劑大多數(shù)是結(jié)構(gòu)與被整理的纖維相似的高分子化合物，主要是在纖維上形成含有離子性或吸濕性的基團(tuán)的網(wǎng)狀交聯(lián)聚合物［7］，因而往往采用軋、烘、焙的工藝。通過(guò)YG3421型織物感應(yīng)式靜電測(cè)試儀測(cè)試經(jīng)過(guò)整理的布樣的抗靜電半衰期，與原布樣的抗靜電半衰期進(jìn)行對(duì)比討論，找出織物抗靜電處理的最佳工藝。按照最佳工藝處理織物，并測(cè)試其靜電半衰期。靜電半衰期越小，說(shuō)明抗靜電效果越好。

6.1 抗靜電劑用量對(duì)織物的抗靜電性能的影響

整理劑的用量不同即浸軋整理液濃度不同時(shí)，織物所具有的抗靜電效果也會(huì)不同。稱取不同用量的抗靜電劑TA-225分別置于五個(gè)燒杯中，整理的工藝參數(shù)設(shè)置為pH值為6，控制焙烘溫度為150℃，焙烘時(shí)間為60 S，按照5中整理工藝流程經(jīng)軋烘焙后，將整理后的布樣剪成45×45mm布樣進(jìn)行測(cè)試靜電半衰期，并與原樣測(cè)試進(jìn)行對(duì)比，找出最佳整理劑用量。

整理劑用量改變對(duì)織物抗靜電效果的影響見(jiàn)表1:

表1 整理劑用量不同對(duì)抗靜電效果的影響

由表1可知，隨著整理劑用量的增加，靜電半衰期不斷減大，因?yàn)殪o電半衰期越小，抗靜電效果越好，當(dāng)整理劑用量為30g/L時(shí)，靜電半衰期最小，所以最佳用量為30g/L。經(jīng)對(duì)比未經(jīng)處理的布樣發(fā)現(xiàn)，用抗靜電整理劑處理過(guò)的織物靜電半衰期遠(yuǎn)大于未經(jīng)處理的布樣的靜電半衰期，可見(jiàn)抗靜電效果明顯增強(qiáng)。

6.2 整理液pH值對(duì)織物抗靜電性能的影響

固定整理劑用量為30g/L，改變五個(gè)燒杯中整理液pH值，整理的工藝參數(shù)設(shè)置為pH值為5.5～7.5，控制焙烘溫度為150℃，焙烘時(shí)間為60 S，按照5中整理工藝流程經(jīng)軋烘焙后，將整理后的布樣剪成45×45mm布樣進(jìn)行測(cè)試靜電半衰期，并與原樣測(cè)試進(jìn)行對(duì)比，找出最佳整理液pH值。

表2 整理液pH值對(duì)抗靜電效果的影響

由表2可知，隨著pH值增大到一定用量，靜電半衰期逐漸減小后逐漸增大。當(dāng)pH值為7時(shí)靜電半衰期最小。所以當(dāng)pH值為7時(shí)抗靜電效果最好。

6.3 焙烘溫度對(duì)織物抗靜電性能的影響

固定整理劑用量為30g/L，整理液pH值為7，整理的工藝參數(shù)設(shè)置為焙烘溫度130℃ ～170℃，焙烘時(shí)間為60 S，按照5中整理工藝流程經(jīng)軋烘焙后，將整理后的布樣剪成45×45mm布樣進(jìn)行測(cè)試靜電半衰期，并與原樣測(cè)試進(jìn)行對(duì)比，找出最佳焙烘溫度。

表3 焙烘溫度對(duì)抗靜電效果的影響

由表3可知，隨著焙烘溫度增大，靜電半衰期逐漸減小后增大。當(dāng)焙烘溫度為150℃時(shí)，靜電半衰期最小，抗靜電效果最好。

6.4 焙烘時(shí)間對(duì)織物抗靜電性能的影響

固定整理劑用量為30g/L，整理液pH值為7，整理的工藝參數(shù)設(shè)置為焙烘溫度150℃，焙烘時(shí)間為30S～70S，按照5中整理工藝流程經(jīng)軋烘焙后，將整理后的布樣剪成45×45mm布樣進(jìn)行測(cè)試靜電半衰期，并與原樣測(cè)試進(jìn)行對(duì)比，找出最佳焙烘時(shí)間。

表4 焙烘時(shí)間對(duì)抗靜電效果的影響

由表4可知，隨著焙烘時(shí)間的增加，靜電半衰期隨之減小后增大，當(dāng)溫度為60S時(shí)，靜電半衰期最小，說(shuō)明此時(shí)抗靜電效果最好。

6.5 TA-225整理劑對(duì)大豆/PTT混紡織物抗靜電整理優(yōu)化工藝

經(jīng)上述實(shí)驗(yàn)得出TA-225整理劑對(duì)大豆/PTT混紡織物抗靜電整理優(yōu)化工藝如下:

表5 優(yōu)化工藝處理前后織物抗靜電效果比較

由表5可知，最佳工藝處理的布樣與未經(jīng)處理的原布樣發(fā)現(xiàn)，前者的靜電半衰期小于后者，所以經(jīng)處理過(guò)的布樣抗靜電性能增強(qiáng)。

7 優(yōu)化整理工藝前后織物性能的變化

7.1 懸垂性測(cè)試

表6 優(yōu)化整理工藝前后織物懸垂性比較

實(shí)驗(yàn)結(jié)果探討:TA-225整理劑對(duì)織物的懸垂性沒(méi)有多大的改變，對(duì)織物的懸垂性幾乎沒(méi)有影響。

7.2 織物透氣性和強(qiáng)力測(cè)試

使用YG 461E數(shù)字式透氣量?jī)x測(cè)試織物的透氣性。首先選好噴嘴口徑，經(jīng)反復(fù)比對(duì)應(yīng)選噴嘴口徑為4.0，設(shè)置試樣壓差為100Pa/min，測(cè)試時(shí)應(yīng)選用同塊織物的四個(gè)不同部位進(jìn)行測(cè)量取平均值，比較整理前后兩種布樣的透氣性，得出抗靜電劑的使用對(duì)織物透氣性的影響。

表7 優(yōu)化整理前后織物透氣性和強(qiáng)力比較

由表7可知，TA-225整理劑對(duì)織物的透氣性有一定的影響，織物的透氣性有所下降，但影響程度較小，這可能是由于整理后織物表面形成含有離子性或吸濕性基團(tuán)的網(wǎng)狀交聯(lián)聚合物薄膜，從而導(dǎo)致透氣性有所降低［8］，但強(qiáng)力影響不大。

7.3 織物毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)試

通過(guò)比較經(jīng)抗靜電劑處理與未經(jīng)處理的原布樣毛效，分析抗靜電劑對(duì)織物毛效的影響。測(cè)試時(shí)，將重鉻酸鉀溶液注入毛效儀的盛液槽中，用鉛筆在布條一端掛重物略上方劃一橫線，并將布條懸掛于液槽上，使劃線與重鉻酸鉀溶液面平齊，開始計(jì)時(shí)，并分別在5min和30min時(shí)測(cè)量溶液上升高度(cm)。結(jié)果如表8所示:

表8 抗靜電整理對(duì)織物毛效的影響

由表8可得，織物經(jīng)抗靜電處理后毛效略大于未處理的布樣，這可能是由于抗靜電整理后織物表面引入了吸濕性基團(tuán)在一定程度上提高了織物的毛效。

8 結(jié)論

1)TA-225抗靜電整理劑對(duì)大豆/PTT混紡織物優(yōu)化整理工藝參數(shù)為整理劑用量30 g/L，pH值7，焙烘溫度為150℃，焙烘時(shí)間為60 S，織物的抗靜電效果最佳。

2)優(yōu)化工藝處理后，測(cè)試整理前后織物的懸垂性、透氣性、強(qiáng)力和毛效，對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，織物經(jīng)抗靜電處理后，懸垂性和強(qiáng)力幾乎沒(méi)有變化，透氣性有所降低，但吸濕性略有增加。

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