新型抗靜電劑的制備及其在滌綸織物整理中的應(yīng)用

王瑞謙，卜義夫，劉思樂(lè)，李樹(shù)森，劉振業(yè)，鄧浩楠

（沈陽(yáng)科技學(xué)院化學(xué)工程系，遼寧沈陽(yáng) 110167）

滌綸是一種重要的合成纖維，具有彈性高［1］、耐熱性好［2］、強(qiáng)度高［3］等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于服飾、裝飾、紡織等領(lǐng)域［4］。由于滌綸是由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯單體構(gòu)成的高分子化合物，只有分子末端含有羥基，導(dǎo)致滌綸織物的親水性較差，在日常生活中常會(huì)因?yàn)槟Σ炼a(chǎn)生靜電，隨著電荷的積累［5］，滌綸織物的舒適性變差。為了消除滌綸織物靜電的產(chǎn)生，滌綸織物常會(huì)使用抗靜電劑進(jìn)行整理［6］，但目前市售的抗靜電劑多為直鏈結(jié)構(gòu)，存在耐洗性能較差且抗靜電效果分布不均等缺點(diǎn)。

本研究將合成的EA-1 抗靜電劑應(yīng)用于滌綸織物整理，并對(duì)整理滌綸織物的耐水洗性能、抗靜電性能、拉伸性能等進(jìn)行了考察。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

試劑：己二酸、三乙醇胺、甲苯磺酸、N,N-二甲基乙酰胺、氯乙酸鈉、溴化鉀（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。

儀器：IRAffinity-1 型傅里葉紅外光譜儀（日本島津公司），Teneo 型掃描電子顯微鏡（美國(guó)FEI 公司），Welas 型粒徑分析儀（德國(guó)Palas 公司），YG001B 型力學(xué)測(cè)試儀（武漢國(guó)量?jī)x器有限公司）。

1.2 抗靜電劑的合成

將5.0 g 己二酸、5.0 g 三乙醇胺加入三口燒瓶中，加熱至100 ℃，磁力攪拌，待固體粉末全部溶解后，加入0.05 g 甲苯磺酸，升溫至120 ℃，加熱3 h，制得己二酸三乙酸胺酯（EA）。

以N,N-二甲基乙酰胺為溶劑，向己二酸三乙酸胺酯中加入4.0 g 氯乙酸鈉，80 ℃加熱8 h，直到溶劑全部蒸發(fā)，制得EA-1抗靜電劑。

1.3 抗靜電劑整理工藝

配方：EA-1用量20 g/L，浴比30∶1。

工藝流程：浸泡EA-1（40 min）→預(yù)烘（15 min，100 ℃）→焙烘（2 min，150 ℃）→靜置24 h（相對(duì)濕度50%，30 ℃）→水洗。

抗靜電劑整理工藝流程如下所示：

1.4 測(cè)試

1.4.1 FT-IR

采用傅里葉紅外光譜儀對(duì)EA-1 抗靜電劑的基團(tuán)進(jìn)行表征。

1.4.2 粒徑及其分布

采用粒徑分析儀對(duì)EA-1 抗靜電劑的粒徑及其分布進(jìn)行分析。

1.4.3 SEM

采用掃描電子顯微鏡對(duì)整理前后滌綸織物的表面形貌進(jìn)行表征。

1.4.4 耐水洗性能

參照GB/T 8629—2017《紡織品試驗(yàn)用家庭洗滌和干燥程序》進(jìn)行測(cè)試。

1.4.5 抗靜電性能

參照GB/T 12703.1—2021《紡織品 靜電性能試驗(yàn)方法第1部分：電暈充電法》進(jìn)行測(cè)試。

1.4.6 拉伸性能

參照GB/T 3923.1—2013《紡織品織物拉伸性能第1 部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定（條樣法）》進(jìn)行測(cè)試。

1.4.7 白度

參照GB/T 8424.2—2001《紡織品色牢度試驗(yàn)相對(duì)白度的儀器評(píng)定方法》進(jìn)行測(cè)試。

1.4.8 表觀深度（K/S值）

采用分光測(cè)色儀對(duì)滌綸織物的K/S值進(jìn)行測(cè)定，測(cè)試條件為D65光源、10°視野。

2 結(jié)果與討論

2.1 抗靜電劑的FT-IR

由圖1 可以看出，EA 在3 420 cm-1處的伸縮振動(dòng)峰為—OH 振動(dòng)引起，2 945 cm-1處對(duì)應(yīng)—CH2—的伸縮振動(dòng)，1 725 cm-1處對(duì)應(yīng)了酯羰基C O 的伸縮振動(dòng)，1 240 cm-1處對(duì)應(yīng)了C—O—C 的伸縮振動(dòng)，1 180 cm-1處對(duì)應(yīng)了—O—CH2的伸縮振動(dòng)，證明成功合成了EA；與EA 相比，EA-1 抗靜電劑在925 cm-1處出現(xiàn)了一個(gè)新的振動(dòng)峰，對(duì)應(yīng)三甲基季銨鹽的伸縮振動(dòng)，證明成功合成了EA-1抗靜電劑。

2.2 抗靜電劑的粒徑及其分布

由圖2 可知，EA-1 抗靜電劑的粒徑主要分布在10～120 nm，40.25 nm 處粒徑分布最多，表明EA-1 抗靜電劑的粒徑分布均勻。粒徑的大小直接影響EA-1抗靜電劑對(duì)滌綸織物的整理效果，粒徑較大，會(huì)導(dǎo)致黏度增大，容易形成凝膠，影響抗靜電劑的穩(wěn)定性。

2.3 織物的SEM

由圖3 可以看出，經(jīng)過(guò)EA-1 抗靜電劑整理后，滌綸織物表面形成了一層均勻的導(dǎo)電薄膜，提高了滌綸織物的抗靜電性能。

2.4 織物抗靜電性能的耐水洗性能

整理滌綸織物抗靜電性能的耐水洗性能見(jiàn)表1。

表1 整理滌綸織物抗靜電性能的耐水洗性能

由表1 可以看出，隨著滌綸織物洗滌次數(shù)的增加，峰值電壓和半衰期變化不大，這說(shuō)明多次洗滌對(duì)使用EA-1 抗靜電劑整理滌綸織物的抗靜電性能影響不大，EA-1 抗靜電劑在滌綸纖維表面附著較為均勻，這與SEM 結(jié)果是一致的。原因是隨著洗滌次數(shù)的增加，滌綸織物有一定的收縮，使得導(dǎo)電薄膜的附著更加均勻。

2.5 織物的拉伸性能、白度及K/S值

由表2 可以看出，與未經(jīng)過(guò)整理的滌綸織物相比，整理滌綸織物經(jīng)向和緯向的斷裂強(qiáng)力都有所提高，但整體變化不大，這說(shuō)明EA-1 抗靜電劑整理對(duì)滌綸織物的拉伸性能影響較小。原因是焙烘后滌綸織物的結(jié)晶度增大，使滌綸織物的拉伸性能提升。EA-1 抗靜電劑整理滌綸織物的白度稍有下降，但變化不大。原因是在焙烘過(guò)程中，EA-1 不斷向滌綸織物表面遷移，導(dǎo)致滌綸織物的白度下降。EA-1 抗靜電劑整理滌綸織物的K/S值降低，但變化不大。綜上所述，EA-1抗靜電劑對(duì)滌綸織物的影響較小。

表2 整理前后滌綸織物的斷裂強(qiáng)力、白度及K/S值

3 結(jié)論

（1）所合成的EA-1抗靜電劑粒徑均勻，較穩(wěn)定。

（2）將EA-1 應(yīng)用于滌綸織物的整理，在滌綸織物表面形成了一層導(dǎo)電均勻薄膜。

（3）與未整理滌綸織物相比，EA-1 抗靜電劑整理滌綸織物的拉伸性能、白度、K/S值變化并不大。

（4）EA-1 抗靜電劑整理滌綸織物經(jīng)多次洗滌后抗靜電性能變化不大。