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抗静电剂FK-311的应用性能研究

2006-6-17 19:06:14互联网 点击数: 【字体:

     织物在生产加工和穿着服用过程中,由于纤维材料之间或与其它物体相互摩擦,发生一系列的接触与分离过程,使电荷在接触表面移动而造成静电积累,产生静电现象。抗静电的方法一方面是控制其起电,另一方面是把产生的电荷迅速泄漏掉。

    赋予纺织品抗静电性能的方法有很多,使用抗静电剂是其中一种比较简便实用的方法。多数抗静电剂是通过吸收空气中的水分,增加织物的导电性而消除静电的,其抗静电性依赖于环境的湿度,因此当相对湿度较低时,会对抗静电性能产生较大影响。另外,有些抗静电剂对织物色泽及白度影响较大。抗静电剂FK-311为阳离子型高聚物,本文就其抗静电性能、吸湿性、对织物色泽及白度影响进行了研究。

2 试验

2.1 试剂

    抗静电剂FK-311、市售抗静电剂A

2.2 仪器与设备

    PB303-N电子天平、MU504A型台式轧车、Rapid R-3定型机、YG342D型感应式静电测试仪、3.SW-12A型耐洗色牢度试验机、Datacolor台式分光光度测色仪、DF-206电热鼓风干燥箱。

2.3 整理工艺

纯涤纶织物用10g/l抗静电剂一浸一轧处理 → 烘干 (→ 180℃、1min焙烘)。

2.4 测试方法

2.4.1 抗静电性能测试

    按 FZ/T 01042-1996 标准测试,温度:20℃,相对湿度:40%、30%。

2.4.2 皂洗牢度测试

    按 GB/T 3921.3-1997 标准测试。

2.4.3 回朝率测试

    回朝率=((G1-G0)/G0)×100%

G0:试样的绝对干重。

G1:试样在一定温度及相对湿度下平衡24小时后的重量。

相对湿度由不同盐的饱和溶液控制[1]

2.4.4 织物颜色及白度测试

    用Datacolor台式分光光度测色仪进行测试。

3  结果与讨论

3.1 抗静电性

    涤纶织物原布、抗静电剂FK-311处理及水洗后的织物抗静电性能见表一。

表一 抗静电剂FK-311测试数据

 

 

样品名称

静电压(V)

半衰期(S)

原布

2650

212.5

抗静电剂FK-311整理后

10

1.7

10次后

417

3.0

20次后

433

5.4

 

 

 

注:相对湿度=40%

表一的数据表明,经抗静电剂FK-311处理后的织物与原布相比,静电压与半衰期明显降低,具有很好的抗静电性能,且经过10次及20次水洗后,仍能保持良好的抗静电性,具有很好的耐久性。在腈纶、尼龙、毛涤织物上试验,得出了相近的结果。

抗静电剂FK-311为阳离子型高聚物,能被疏水性纤维定向吸附,亲水基处于纤维表层,形成吸湿性和离子性的薄膜,有利于静电荷的迅速逸散,达到抗静电的目的。

3.2 抗静电整理后织物的回潮率与抗静电性的关系

    多数抗静电剂是通过在纤维上形成朝向空气的亲水基团,以吸收水分而消除静电的。所以,织物的抗静电性能很大程度上依赖于周围大气的相对湿度,随着湿度的下降,抗静电剂的性能随之降低。有实验表明,在一定条件下,大部分纤维的比电阻与空气相对湿度成指数关系,纤维的电阻率与其含水率的关系符合下列公式[2]:

    ρ=B·M-n     或 logρ=logB-nlogM

式中:B和n为常数;M为含水百分率;ρ为电阻率。

可见,抗静电整理织物的抗静电性受相对湿度的影响很大,随着相对湿度的减小,织物抗静电性能将大幅度降低。目前,在相对湿度很低(如低于30%)时仍能保持优良抗静电效果的抗静电剂尚不多见[3],而我国干旱地区的冬季和春季,大气湿度很低,通常相对湿度都在30%以下[4],甚至更低,此时,许多抗静电剂就显得形同虚设、无能为力了。但是,如果抗静电剂的吸湿能力较强,或者是离子化物质,即使在较低的相对湿度下,整理织物仍可以达到抗静电的要求[2]。因此,理想的抗静电整理剂应在相对湿度较低的环境中,具有尽可能高的回潮率,而且导电性薄膜与纤维表面要有足够强的粘合力,才能满足耐久性抗静电的要求。

3.2.1 抗静电整理后织物的回潮率

    表二是经抗静电剂FK-311及市售抗静电剂A整理后织物的回潮率对比。

              表二 经抗静电剂整理后织物的回潮率

 

 

样品名称

回潮率(%)

相对湿度40%

相对湿度30%

原布

0.43

0.35

抗静电剂FK-311整理后

2.62

1.96

抗静电剂A整理后

2.54

0.95

由表二可见,与涤纶原布相比,整理后的织物回潮率有明显提高,表明整理后的织物吸湿能力大大提高,增加了织物的导电能力。而两种抗静电剂相比,经抗静电剂FK-311整理的织物回潮率更大一些,尤其在较低的30%相对湿度下仍能保持较大的回潮率,为织物保持一定的抗静电性能提供了基础。相比之下抗静电剂A整理的织物在相对湿度下降后,回潮率显著降低,可以预见,其抗静电性也会急剧下降。

3.2.2 抗静电整理的织物在不同相对湿度下的抗静电性能

    表三为织物在不同相对湿度下的抗静电性测试数据。

           表三 织物在不同相对湿度下的抗静电性测试数据

 

 

样品名称

相对湿度40%

相对湿度30%

静电压(V)

半衰期(S)

静电压(V)

半衰期(S)

原布

2650

212.5

2840

269.0

抗静电剂FK-311整理后

10

1.7

274

5.6

抗静电剂A整理后

12

1.6

1698

92.5

             

    由表三可见,相对湿度为40%时,两种抗静电剂的抗静电性都很好,在相对湿度为下降为30%时,抗静电剂A整理的织物的抗静电性已丧失殆尽,而抗静电剂FK-311整理的织物仍保持了良好的抗静电性。由此可见抗静电剂FK-311具有较宽的相对湿度适用范围,FK-311的这种性质首先源于其较强的吸湿、保湿能力,其次,抗静电剂FK-311能在纤维表面形成离子性的薄膜,加速电荷的逸散,增加织物的导电能力。

3.3 抗静电剂对织物色变及白度的影响

许多抗静电剂由于受本身结构或添加剂等因素的影响,会对织物色泽或白度产生不同程度的影响,尤其经过高温定型后。经过测试,抗静电剂FK-311可以不经过高温焙烘处理,其抗静电效果与耐久性和经过高温焙烘处理工艺的相比没有丝毫变化,但一些工厂在应用时走后定型的工艺,这就对抗静电剂在高温焙烘后对白度的影响提高了要求。用抗静电剂对深色及白色织物进行整理,织物产生的色差及白度变化见表四。

                    表四 抗静电整理后织物的色差及白度

 

 

色差⊿E

CIE白度

原布

130.53

抗静电剂FK-311整理后

0.26

129.75

抗静电剂A整理后

1.02

123.16

注:180℃焙烘1min 。

    表四表明,抗静电剂FK-311对织物的色变及白度影响很小,而抗静电剂A整理后的织物与原布相比产生较大色差,色变明显,整理白色织物后白度也明显下降。

4 结论

1、抗静电剂FK-311具有很好的抗静电性及耐久性。

2、抗静电剂FK-311的吸湿、保湿性能良好,具有较宽的相对湿度适用范围,在相对湿度较低时,仍能保持较好的抗静电性能。

3、抗静电剂FK-311对织物的色变及白度影响很小。

参考文献:

[1] B.A.拉宾诺维奇.简明化学手册[M].北京:化工出版社.1983.

[2] 吕家华,陈水林.合成纤维织物的抗静电整理[J].纺织学报.1995,16(6):379-381.

[3] 丁丽文,张成.纺织品抗静电整理技术的探讨[J].甘肃科技,2002,(6):14-15.

[4] 杜小豪,徐卫.织物调理剂的抗静电效果[J].日用化学工业,2002,32(4):84-86



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