防水防油抗静电锦纶织物整理工艺的研究Yd15908
王薇 张勤 张家港市金陵纺织有限公司，江苏苏州215631
收稿日期：2012-10-05
作者简介：王 薇(1984-)，女，山东省烟台人，硕士研究生，主要从事纺织品功能后整理助剂的研究与染整新工艺的开发。
原载：染整技术2013/2；19-22
【摘要】选取阳离子型及非离子型抗静电剂与自制防水剂WR-1同浴整理锦纶织物，研究同浴整理对防水、防油、抗静电整理效果的影响。结果表明：阳离子抗静电剂DM-3722、WX-680A与防水剂WR-1相容性良好，同浴整理对防水、防油、抗静电整理效果影响较小。
【关键词】防水防油；抗静电；锦纶；同浴整理
【中图分类号】TS 195.2 文献标识码：A 文章编号：1005-9350(2013)02-0019-04
锦纶是世界上最早的合成纤维品种， 由于性能优良、原料资源丰富，-直被广泛使用[1]。它具有强度高、弹性好、耐磨、耐屈曲疲劳等优点，但公定回潮率低，导电性差，容易产生静电，织物易吸灰、沾污，穿着时，衣服还会粘连在其他织物上，影响服用性能[2]。当积聚的静电高于500 V时，会因放电产生火花、引起火灾[3]。尤其对于医护场所，存在大量的乙醚、环丙烷等多种易燃易爆的物质，静电的产生不仅会引起爆炸和火灾，还会对精密电子器械产生不良影响[4]。因此，为了消除纺织材料的潜在危害，静电问题亟待研究和解决，同时赋予织物优良的防水防油特性，满足安全防护服的需要。
抗静电剂按离子类型分为阴离子型(聚氧乙烯烷基膦酸盐或硫酸酯盐)、阳离子型(多数为季铵盐类)、非离子型(如环氧乙烯烷基醚或胺盐等)、两性表面活性剂(如三甲胺乙内酯)以及水溶性阳离子聚合物(聚丙烯酸酯的衍生物)。其中，阳离子型的抗静电剂对纤维的吸附力极强，显示出较好的抗静电效果。而非离子抗静电剂在-般情况下抗静电效果-般，但在低湿度下却显露出理想的抗静电效果[5]。由于自制防水剂WR-1呈弱阳离子性，故本文选择不同阳离子型、非离子型抗静电剂与防水剂WR-1同浴整理锦纶织物，研究不同结构抗静电剂与防水剂同浴整理后对防水、防油、 抗静电整理效果的影响。
1 试验
1.1 材料及仪器
织物：锦纶梭织物(620／260／根／10 Cm，
140 g／cm2)； 药品： 防水剂WR-1(自制)，抗静电剂DM-3722、抗静电剂DM-3726(广东德美股份有限公司)，抗静电剂DP-9992、抗静电剂WX-680A、抗静电剂DP-998B(张家港德宝化工有限公司)，抗静电剂LD-9400、抗静电剂LD-SN(杭州绿典化工有限公司)。
仪器：UPEI连续式织物热定型机，M-TENDER立式轧车，YH-86型织物沾水度仪，AS-12震荡水浴锅，YG(B)342D型织物感应式静电测定仪。
1.2 整理工艺
锦纶织物浸轧工作液→-浸-轧(带液率50％，10 r／min)→焙烘(170℃，1 min)→回潮。
1.3 测试
兼容性：用自来水配制WR-1质量浓度为25 g／L，抗静电剂质量浓度为20 g／L的工作液， 室温放置30min，若外观稳定， 于振荡机振速3.5 r／min的条件下，室温开始以2～3℃／min升温，分别于40℃、50℃、60℃下恒温振荡20 mi n，再静置20 min，观察初始及不同温度条件下，工作液有无漂油、分层、絮状物或沉淀物生成。
防水性：根据AATCC 22-1964标准，采用YH-86型织物沾水度仪进行测试。
防油性：根据AATCC 1 18-1997标准测试。
接触角：采用OCA 40型视频接触角测量仪进行测试，水量为6 µL，当水滴与织物接触60 s后读数。在同一样品的不同位置测量5次，取平均值。
抗静电性：根据FZ／T 01042-1996《纺织材料静电性能静电压半衰期的测定》来评价织物的抗静电功能。
2 结果与讨论
2.1 稳定性
同浴整理的条件下，助剂的相容性严重影响工作液的稳定性， 因此对复合整理工作液稳定性进行测试，在实际应用过程中具有很重要的意义。工作液稳定性结果如表1所示。
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表1 工作液稳定性测试结果 |
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由表1可知，抗静电剂DM-3722、DM-3726、WX-680A与WR-1同浴在50℃时稳定性变差，抗静电剂DP-9992、LD-9400、LD-SN与WR-1同浴稳定性良好。
2.2 抗静电剂对防水效果的影响
2.2.1 阳离子型抗静电剂与防水剂WR-1同浴整理
常用的阳离子型抗静电剂有脂肪胺、聚氧乙烯脂肪胺、季铵盐、聚氧乙烯季铵盐[6]。此类抗静电剂易被带负电的纤维吸附，并溶入纤维表面微量的水中，形成电离性的溶液而增加纤维的抗静电能力。选取阳离子型抗静电剂DM-3722、DM-3726、WX-680A、LD-SN与WR-1同浴整理锦纶织物，研究同浴整理对各自整理效果的影响。
由表2可知，抗静电剂的加入均会导致防水效果下降，其中DM-3726、LD-SN对防水效果的负面影响较大，由于抗静电剂分子结构中亲水性基团的存在，势必会造成防水效果的下降。
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表2 抗静电剂的加入对防水效果的影响 |
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注：WR-1 3g／L(在此质量浓度下，对防水效果影响显著)，抗静电剂20g／L。
单独进行防水整理时织物抗静电效果要略好于原布，这是由于防水NWR-1中含有-定量的-0H和酯基，当WR-1在纤维表面交联成膜后， 由于这些基团的亲水作用，使得织物的抗静电性能略好于未经过整理的锦纶织物。由表3可看出，同浴整理比单纯进行抗静电整理效果呈现不同程度的降低。这可能是由于WR-1极性强于阳离子型抗静电剂，且分子质量大，对纤维具有较强的吸附力，会优先吸附在纤维表面，而抗静电剂只能被包覆在防水剂膜内或靠疏水基吸附在防水剂分子和纤维表面，影响其吸附量，从而导致抗静电效果的下降[4,7]。其中，抗静剂DM-3726与WR-1兼容性很差，抗静电效果显著下降。
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表3 WR-1的加入对抗静电效果的影响 |
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综合考虑同浴整理对防水及抗静电效果的影响，在锦纶织物上，选取抗静电剂DM-3722或WX-680A与防水剂WR-1进行同浴整理。
2.2.2 非离子型抗静电剂与防水剂WR-1同浴整理
非离子型抗静电剂主要有脂肪醇环氧乙烷加成物、脂肪酸环氧乙烷加成物、烷基酚环氧乙烷加成物、磷酸三聚氧乙烯基醚酯、甘油单脂肪酸酯、失水山梨醇单月桂酸酯的聚环氧乙烷加成物等。非离子型表面活性剂与其他助剂的兼容性良好，它们能吸附空气中的水分，从而为纤维中的微量电解质和空气中的二氧化碳提供电离场所，使得纤维表面具有较高的导电能力。
选取非离子型抗静电剂LD-9400、DP-9992与WR-1同浴整理锦纶织物，研究抗静电剂的加入对防水效果的影响，由表4可知，抗静电剂DP-9992的加入使防水效果显著下降，LD-9400对防水效果无显著影响。对DP-9992进行红外光谱分析，结果如图1所示。
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表4 非离子抗静电剂的加入对防水效果的影响 |
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注：抗静电剂20 g／L，WR-1 3 g／L。
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图1 抗静电剂DP-9992的红外光谱图 |
由图1可以看出， 1 1 1 0 Cm-1处的宽、强吸收峰为C-0-C非对称伸缩振动特征吸收峰，这是聚氧乙烯化合物的特征吸收， 且峰强随环氧乙烷(EO)加成数的增加而增强 。1 722 cm-1处为脂肪酸的聚氧乙烯加成物酯键的强特征峰。因3 030 cm-1处无吸收，说明为饱和酸酯。732 cm-1为cH，-的平面摇摆振动特征吸收峰。2 850 cm-1附近为-CH，-的对称伸缩振动，3 500~3 600 cm-1为多元醇-0H的伸缩振动。说明DP-9992为聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯。可能是由于其分子结构中含有多个-0H且含有大量的EO链节，使得DP-9992的吸湿性良好，因此大大降低了织物的防水效果。
确定了抗静电剂对防水效果的影响后，将上述整理的织物进行抗静电测试，研究防水剂WR-1的加入对锦纶织物抗静电效果的影响，测试结果如表5所示。
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表5 WR-1的加入对抗静电效果的影响 |
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注： 同表4
由表5知，WR-1的加入使得LD-9400、DP-9992抗静电效果下降，且对DP-9992影响较显著，同浴整理效果差于阳离子型抗静电剂。由于锦纶织物在工作液表面呈现负电性，非离子性抗静电剂在织物表面的吸附效果不及强极性的防水剂WR-1和阳离子型抗静电剂，导致同浴整理后抗静电效果下降幅度明显，且同浴整理效果差于阳离子型抗静电剂WX-680A和DM-3722。
2．3 同浴整理对防油效果的影响
在对锦纶织物的工艺探讨中，发现当WR-1用量为25 g／L时，防油等级为4级[8]，在此用量下研究抗静电剂的加入对防油效果的影响，测试结果如表6所示。
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表6 抗静电剂的加入对防油效果的影响 |
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由表6知，当防水剂用量在25 g／L时，3只抗静电剂对防油效果无显著影响，均能保持在4级左右，且防水剂用量的提高消除了抗静电剂对防水效果的影响。因此，从对防油效果的影响考虑，这3只抗静电剂均可与防水剂WR-1同浴使用。
3 结论
(1)阳离子抗静电剂DM-3722、WX-680A可与防水剂WR-l同浴整理锦纶织物，对防水防油效果无显著影响。防水剂的加入会使抗静电效果略有下降。
(2)非离子型抗静电剂LD-9400与防水剂WR-l同浴整理，对锦纶织物的防水、防油效果无显著影响。防水剂的加入会导致抗静电效果有所下降。同浴整理效果不及阳离子型抗静电剂。
(3)同浴整理对锦纶织物防水、防油、抗静电效果的影响．可采用阳离子型抗静电剂DM-3722、WX-680A与防水剂WR-1同浴整理锦纶织物。
4 参考文献
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[2]上海合成纤维研究所抗静电纤维课题组,耐久性抗静电锦纶的试制[J]合成纤维．1980(6);14-18
[3]张治国，尹红，陈志荣,纤维后整理用抗静电剂研究进 展[J]纺织学报，2004，25(3)120-124
[4]张万智，赵耀明,SMS非织造布一步同浴多功能整理的探讨[J]化纤与纺织技术．2007(3)27-30
[5]任华明,实用化学纤维油剂[M]北京,中国纺织出版社．1987;102-104
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[7]SANDSCU
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