新型抗靜電劑的開發(fā)及其在毛紡上的應(yīng)用

新型抗靜電劑的開發(fā)及其在毛紡上的應(yīng)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(yīng)用為廣泛的一種化學(xué)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(dǎo)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(guān)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(yīng)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(yīng)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(yīng)得到的一種高聚物。主要反應(yīng)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?zé)崽幚磉^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(dāng)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(yīng)，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(yīng)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(yīng)用。在浸染和軋染中應(yīng)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(yīng)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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