抗靜電劑在含有機導電纖維長絲織物上的應用

1、抗靜電劑在含有機導電纖維長絲織物上的應用郝新敏 1, 張建春 1, 王 鋒2(11總后勤部軍需裝備研究所 , 北京 100088; 21上海新綸紡織助劑有限公司 , 上海 200120 摘 要 :有機導電纖維對于解決織物靜電效果顯著 , 可以避免主動吸灰 的織物來說 , 由于放電殘余電荷的存在 , 當?shù)目轨o電劑 (如 PT M -01等 可以有效地解決此類問題 關鍵詞 :抗靜電劑 ; 導電纖維 ; 長絲 ; 中圖分類號 :TS195:A文章編號 :100321456(2002 0520027204收稿日期 :2002-04-25作者簡介 :郝新敏 (1967- , 男 , 中國人民解放軍總后勤

2、部 軍需裝備研究所高級工程師 , 東華大學在讀博士 , 主要從 事新型紡織材料研究與開發(fā) 。 , 主要采用抗靜電后 整理法 、 吸濕性纖維混紡法 、 導電纖維混紡或交織 法等 , 其中前 2種方法由于耐久或受環(huán)境條件的 限制 , 應用受到了限制 , 而導電纖維混紡法越來越 多地得到廣泛應用 。在導電纖維類中 , 有機復合 導電纖維由于與其他纖維性質(zhì)類似 , 易于混紡或 交織 、 易于染色等優(yōu)點 , 應用更廣泛 。對于有機導電長絲用于純滌 、 純毛 、 毛滌等織 物時 , 由于導電纖維的嵌入 , 使得織物摩擦產(chǎn)生的 靜電大多得以電暈放電或泄漏放電 , 不會出現(xiàn)主 動吸灰的現(xiàn)象 。但在干燥及空氣灰

3、塵較多時 , 沉 落在織物表面的灰塵顆粒會因?qū)щ娎w維周圍放電 后殘余電荷集中 , 在導電纖維周圍形成灰條 (道 。 通過對各種有機導電纖維長絲的試驗發(fā)現(xiàn) , 在間 隔稍大 、 低濕 、 多灰塵飛揚時 , 滌綸織物或毛類織 物都會出現(xiàn)灰條 , 尤其深色或淺色織物更明顯 。 盡管這種灰塵易于洗除 , 但會影響外觀 。如何解 決此問題 , 目前尚未見諸報道 。本文以滌綸長絲 嗶嘰為例研究了防塵 、 易去污的解決方法 。 1 試驗材料及方法 111 試驗材料材料為含有機導電纖維的滌綸長絲仿毛嗶嘰 ; 整理劑有抗靜電劑 NX 、 抗靜電劑 TS 、 抗靜電 劑 PT M 、 柔軟劑 P BC (氨基硅類

4、 、 柔軟劑 HWR (環(huán) 氧硅類 、 柔軟劑 HW B (多醚鍵硅類 、 抗靜電劑 PT M -01。 其中 , 抗靜電劑 PT M -01的有效成分為 13%, 其它有效成分均為 15%。 112 測試方法色牢度測試參照有關國標執(zhí)行。折痕回復角 :使用 YG 541織物彈性儀 , 按照 G B T 3819-1997進行測試 。親水性試驗 :按照 AAT CC79方法進行試驗 。 易去污性能測試 :滴一滴污油滴在織物表面 上 , 并在其上加 2kg 負荷 , 保持 10min 。 將織物浸 入蒸餾水中 , 觀察塵污釋放情況 ?？够覊m沾污試驗方法 :以干燥的細灰塵為沾 污源 , 將灰塵 5g

5、 倒入摩擦后的布面上 , 然后輕輕 地把織物的一邊拉起 , 若在織物上有集中灰條為 有沾污 , 記為 “ +” ; 否則為無 , 記為 “ -” 。抗有機粉塵沾污試驗方法 :以聚乙烯細粉 (化 纖用聚乙烯臘分散劑 為沾污源 , 將沾污粉 5g 倒 入布面上 , 用手摩擦往復 10次 , 然后輕輕地把織 物的一邊拉起 , 若在織物上有集中灰條沾污為有 沾污 , 記為 “ +” ; 否則為無 , 記為 “ -” 。耐水洗試驗操作方法 :本試樣采用 Y (B 089全自動縮水機 , 用 2kg 試樣布 , 將試樣布全部放 入機內(nèi) , 用備好的襯衣布湊足重量 , 每次用標準合 成洗滌劑 25g 。 程

6、序編號采用 4A , 程序為加熱洗 滌及漂洗時的攪拌為緩和 , 溫度為 (50±3 , 液72 2002年第 5期面高度為 10cm , 該洗滌溫度下洗滌 8min 冷卻 , 加冷水到液面 13cm , 然后攪拌 3min ; 脫水再進水 至 13cm , 然后攪拌 2min ; 脫水再進水至 13cm , 然 后攪拌 2min 再脫水 。完成以上程序為一次洗 滌 , 試驗耐 30次或 50次水洗則重復以上操作 。 113 試驗內(nèi)容11311 整理劑性能小樣試驗對織物單獨用抗靜電劑和柔軟劑整理后 , 考 察單一抗靜電劑或柔軟劑對織物彈性 、 抗灰塵沾 污性能 、 色牢度的影響 。 具

7、體配方見表 1。表 1 小樣試驗配方1#2#3#7#整理劑 TS M P B 用量 (g L -1 252520202020pH 值56NaHC O 33g L5656565656 采用棕綠嗶嘰 , 在化驗室中的小軋車上二浸 二軋 (軋液率 65% , 在 100 條件下烘干 , 然后在 135焙烘 50s 。由于抗靜電劑 NX 需要在堿性條件下固著 , 所以加入了 NaHC O 3。 11312 大機后整理工藝試驗采用棕綠嗶嘰 , 在試驗 1中選出性能較好的 抗靜電劑和柔軟劑 , 進行優(yōu)化試驗 。在大機上浸 軋 :一浸一軋 (軋液率 65% , 在 100 條件下烘 干 , 然后在 135焙

8、烘 50s 。 具體配方見表 2。表 2 大樣試驗助劑用量g L 方案A BCD NX 2525PT M -012525 P BC 2020HW B 2020NaHCO 333pH 值 56562 試驗結果及討論 211 小樣試驗對于滌綸長絲嗶嘰來說 , 通常在后整理時 , 需 要使用柔軟劑來提高織物的柔軟度和彈性 , 并改 善手感 。利用所選取的抗靜電劑和柔軟劑單獨對織物 進行整理 , 整理后的織物性能指標見表 3。從表 3所列的折皺恢復度測試結果可以看出 , 經(jīng)柔軟劑 P BC 處理的 5#樣表現(xiàn)出優(yōu)異的彈性恢復性能 , 含氨基有機硅柔軟整理后織物的急 、 緩彈性能 , 無論 是軋焙后還是

9、洗 15或 30次以后均很好 , 都比單 純用抗靜電劑整理的要好 。表 3 小樣處理織物的彈性恢復角(° 方案 1#2#3#4#5#6#7#軋焙后15洗 30次后急彈 304. 0306. 0305. 8303. 8305. 4311. 6299. 2緩彈 320. 4319. 62318. 0322. 6312. 2302. 202325. 0322. 0313. 46314. 2321. 2330. 2330. 2325. 4急彈 316. 2326. 6320. 2307. 6330. 0314. 0323. 4緩彈 324. 8333. 8330. 2317. 0338. 9

10、332. 2332. 2 注 :軋烘前嗶嘰急彈為 297. 4°, 緩彈 310. 2°。從表 4吸灰試驗結果來看 , 以經(jīng)抗靜電劑 PT M -01處理的 4#樣和抗靜電劑 NX 處理的 2#效果最好 , 吸灰最輕 , 而抗靜電劑 1#和 3#最差 。表 4 小樣處理織物吸灰測試結果方案 1#2#3#4#5#6#7#軋焙后 -+-洗 15次后 +-+-洗 30次后+-+(輕 -+ 注 :“ -” 為不沾污 , “ +” 為輕微沾污。綜合以上試驗結果 , 選擇性能好的抗靜電劑 PT M -01、 NX 和柔軟劑 P BC 、 HW B 進行組合試驗 ,以期在不影響色牢度的情

11、況下 , 提高織物的彈性 、 抗沾污能力 。 212 大樣試驗根據(jù)表 2配方在大生產(chǎn)設備進行的大試結果 見圖 1和表 5表 10。從圖 1可以看出 , 抗靜電 劑 NX 與柔軟劑 HW B 一起使用的彈性回復性能 明顯差于其它方案 , 抗靜電劑 PT M -01與柔軟劑 P BC 或 HW B 一起使用處理后的織物經(jīng)多次洗滌后彈性回復性能明顯優(yōu)于其它方案 。從表 5染色牢度可以看出 , 抗靜電劑 NX 與 柔軟劑 HW B 處理后的織物耐燙色牢度中的濕變 色 , 耐皂洗色牢度中的變色 、 棉沾色 , 耐摩擦色牢 度中的濕棉沾色均較其它方案為差 ; 抗靜電劑 NX 與柔軟劑 P BC 處理后的織

12、物耐燙色牢度中濕棉 沾色 , 耐皂洗色牢度中的棉沾色 , 耐摩擦色牢度中82 2002年第 5期 (a 急彈 (b 緩彈1 整理后 2 洗 15次后 3 洗 次后圖 1 級 耐皂洗色牢度耐摩擦色牢度干變色濕棉沾色濕變色濕棉沾色變色滌沾色棉沾色干棉沾色濕棉沾色整理前4545454545454534545A 34344523452342342B 4444454453454C 444445344534534D4454533423342342表 6 整理后織物親水性能測試結果s 方案 A B C D 整理前 45454545整理后 36<12洗 5次后 371<1<1洗 10次后 8

13、1<1<1洗 20次后 21<1<1洗 30次后12<1<1表 7 整理前后織物表面電阻10109109109洗 30次后 測試儀器 :日本 S LD699表面電阻測試儀表 8 織物整理后吸灰情況方案 A B C D 整理后 -洗 15次后 -洗 30次后 -洗 50次后- 注 :“ -” 為不沾污表 9 織物整理后抗有機粉塵沾污性能方案A B C D 整理前 +整理后 -洗 15次后 -洗 30次后+- 注 :“ +” 嚴重沾污 , “ +” 一般沾污 , “ +” 為輕微沾污 , “ -” 為不沾污。表 10 織物整理后易去污性能方案 ABCD整理后 一

14、般 較好 更好 較好 洗 5次后 一般 較好 更好 較好 洗 10次后 一般 較好 更好 較好 洗 20次后 一般 較好 更好 較好 洗 30次后一般較好更好較好濕棉沾色 3項也較差 ; 這可能由于抗靜電劑 NX 在堿性條件固色影響色牢度 。 而抗靜電劑 PT M -01整理后的各項牢度均較為出色 , 說明 PT M -01對織物的色牢度影響較小 。從表 6來看 , 織物經(jīng)整理后 , 其親水性有較大 提高 , 而且抗靜電劑與親水型有機硅混用比與氨92 2002年第 5期基硅更好 。從表 7織物整理前后的表面電阻來 看 , 抗靜電劑 PT M -01具有較好的電荷泄漏性 能 , 并且具有良好的耐

15、久性 , 它可使仿毛滌綸織物 的表面電阻下降 5個數(shù)量級 。從表 8和表 9可以看出 , 經(jīng)過整理后 , 織物具 有較耐久的抗吸灰性能和抗粉塵沾污性能 , 尤其 采用抗靜電劑 PT M -01與親水型有機硅混用時 更明顯 。 表 10說明 PT M -01整理后具有良好的 易去污性能 。 213 機理分析抗靜電劑 PT M -01是一種乳白色分散體 , 合物的復配物 , ,167, 易分散于水中 , 劑相溶 。 其主體成分聚醚酯化學結構通式為 :(CH 3(C 2H 4O m nH抗靜電劑 PT M -01分子中含有與滌綸類似 的酯型結構 , 在整理過程的熱處理加工中 , 使抗靜 電劑分子的一

16、端嵌入滌綸分子中 , 與滌綸形成共 晶或共熔物 , 形成牢固結合 。 一方面 , 由于 PT M -01分子中含有大量的親水基團 , 可以吸收環(huán)境中的水分 , 降低表面電阻 , 使織物表面電阻電荷均勻 降低 , 避免了導電纖維長絲的局部放電或泄漏造 成的帶電不均 , 從而不會出現(xiàn)灰道現(xiàn)象 ; 另一方 面 ,PT M -01具有較高的分子量 , 和纖維有較大的 范德華力 , 大大提高了整理后的耐洗性 。 3 結束語利用高吸濕抗靜電劑處理織物 , 可以解決有 機導電纖維長絲織物局部的被動沾塵 , 通過降低 織物整個表面的比電阻 , , 。綜合性能優(yōu)于其他類型 , 在同類型抗靜電劑中其耐久性更好 ,

17、 特別適應于化纖仿毛織物 ; 能使織物面電阻下降 5個數(shù)量級 , 賦予織物良好的防污性能和易去污性能以及親水性能 , 使化纖織物具有良好的舒適 性 。 在有效解決有機導電纖維長絲局部沾污的同 時 , 對成品色牢度影響較小 。PT M -01系非離子化合物 , 具有良好的兼容性 , 可根據(jù)需要與其他助劑復合使用 , 如需提高織 物的柔軟性能和彈性可與氨基硅混用 ; 如需在保 證易去污同時 , 增強彈性和柔軟時 , 可與親水型有 機硅混用 。Application of anti 2static agent on fabrics with bi 2component anti 2stat fila

18、mentH AO X in 2min 1, ZH ANGJian 2chun 1, W ANG Feng2(1. The Quartermaster Research Institute of the G eneral Logistic Department of CP LA ,Beijing 100088,China ;2. Shanghai X inlun T extile &Auxiliary C o. ,Ltd. , Shanghai 200120,China Abstract :Thebi 2com ponent anti 2stat fibers are useful to s olve the static problem in textile , the fabrics with these fibers can av oid s oiling initiatively. But in the case of dry dusty area , the fabrics with interval bi 2com ponent anti 2stat filaments may appear dust 2strip along