静电植绒用聚酯纤维绒毛的开发研究.docx

jou rna l of zhe jiang sc i2tech u n ive rsityvo l. 23 , no. 3 , sep t. 2006文章编号 : 16 73 23 8 51 ( 2 00 6 ) 03 20 27 9 20 4静电植绒用聚酯纤维绒毛的开发研究潘小丹 , 胡国, 周颖(浙江理工大学材料与纺织学院 ,杭州 310018 )摘 要 : 介绍了静电植绒用聚酯纤维绒毛的电着处理工作 ,通过比较电着处理后绒毛及最终植绒产品的性能 ,选出电着剂的最佳配方 ,并在此基础上研究电着处理工艺 ,确立了较为合适的静电植绒用聚酯纤维开发途径 。关键词 :静电植绒 ; 聚酯 ; 植绒密度 ; 电着剂中图分类号 : ts102. 5文献标识码 : a0引言静电植绒是静电技术在纺织业的一项重要应用 ,它利用静电原理使经过电着处理的纤维绒毛直立固着在基材表面的粘合剂层 ,形成独特的效果 。植绒产品豪华高贵 、光泽柔和 、手感柔软 ,同时又因生产工艺简 单 、效率高 、成本低 ,被广泛应用于服装和装饰用纺织品上 。目前产业化植绒产品所用绒毛多为锦纶和粘胶 ,聚酯纤维由于极低的回潮率和导电性成为应用于静电植绒行业的巨大障碍 ,聚酯纤维绒毛电着技术的开发是聚酯纤维用于静电植绒的关键 。本文通过对聚酯纤 维的电着剂配方及电着处理工艺的研究 ,探讨将聚酯纤维用于植绒的可行性 ,为聚酯纤维开发新的应用领 域 ,也为植绒面料的多样化提供新的思路 。在电着剂配方中 ,除了使绒毛具有导电性的无机电解质外 ,还需有改变纤维表面性质的助剂 1 ,赋予绒 毛硬挺滑爽性的硬挺剂 、赋予绒毛柔软手感的柔软剂及使绒毛具有良好的可筛分性能的分散剂等 ,才能使电着剂处理的绒毛可以具备植绒所需的性能 。本文采用正交试验设计确定电着剂配方 ,并在按此配方的基础 上进一步进行电着工艺的探讨 。1实验部分1. 1 实验材料聚酯 fd y ( 45 d tex /24 f, 1. 2 mm ) ,棉布 (作基布 ) ,亲水处理剂 ld 24111 (杭州绿典化工 ) ,硫酸铝钾 (上海 化学试剂 ) ,柔软剂 m (杭州美高华颐化工 ) ,硬挺剂 a 21、分散剂 b 21 (自制 ) ,聚丙烯酸酯胶粘剂 (嘉兴强丽纺 织助剂 ) 。1. 2 实验仪器数显恒温水浴锅 ,搅拌器 ,电热恒温鼓风干燥箱 , yg321 型纤维比电阻仪 , y802n 型八篮恒温烘箱 ,电子 天平 ,标准筛 , j s14 s飞升仪 ,静电植绒机 。1. 3 实验方法绒毛亲水剂处理 (浴比 1 30 , 40 , 5 m in) 电着剂处理 ( 30 m in) 脱水 烘干 ( 100 , 10 m in) 筛 毛 封装 。收稿日期 : 2006 - 03 - 16作者简介 : 潘小丹 ( 1980 - ) ,女 ,浙江金华人 ,硕士研究生 ,主要从事纺织材料的结构和性能研究 。280浙 江 理 工 大 学 学 报2006年 第 23卷其中亲水处理剂用量 2 % 。电着剂组成 :硫酸铝钾 、柔软剂 m、硬挺剂 a 21、分散剂 b 21 ,以一定比例混和均匀 。以上的百分比和浴比都是按绒毛的干重来计算 。1. 4 测试方法1. 4. 1 含水率的测定根据 gb / t 65032001测试不同工艺处理前后聚酯纤维样品湿重和干重 ,并根据公式 (1)计算出含水率 m 。 g1 - g0( 1 )m / % =100g1其中 : g1 纤维湿重 ; g0 纤维干重 。1. 4. 2 绒毛电阻的测定根据 gb / t 14342 1993 测试聚酯纤维绒毛的体积比电阻 。1. 4. 3 绒毛飞升性测定通过筛网将 2 g绒毛轻轻地刷入 js14 s飞升仪 ,盖好透明玻璃板 。接通电源 ,观察绒毛飞升情况 ,记录 绒毛从试样板全部飞完所需的时间 。1. 4. 4 绒毛分散性的测定称取 20 g绒毛 ,轻轻放入标准筛中 ,以每分钟 60 次的频率筛 1 m in,称筛中剩余绒毛的重量 ( g) 2 。以 绒毛残重表示分散性能的好坏 。1. 4. 5 植绒密度的测定用称重法 ,以单位面积基布上所植绒毛重量表 示植绒密度的大小 。表 1试验因素与水平表因素 a ,硫酸铝钾用量 / %因素 b ,b 21用量 / %因素 c,a 21用量 / %因素 d ,m 用量 / %水平122320258108102结果和讨论 3 4 30 12 12 2. 1 电着剂组分的研究根据植绒密度并结合绒毛的表面比电阻 、飞升 性和分散性 ,并根据大量单因子实验结果分析电着 剂各个组分的作用 ,得出电着剂基础配方 。根据基表 2试验方案与试验结果植绒密度 /( gm - 2 )实验号abcd123456789极差11122233311. 01231231231. 31232313121. 61233122311. 7143141141147151148153153152 3 础配方 ,采用四因子 三水 平 正交 实验 设 计方 法设计试验 ,检验各影响因素的显著性 ,确定电着剂各组分的含量 。试验因素与水平如表 1 所示 ,试验 方案及试验结果如表 2所示 。由表 2可以得出结论 :各因素对植绒密度的影 响按大小次序来说应当是 a (硫酸铝钾用量 ) d (m 用量 ) c (a 21 用量 ) b (b 21 用量 ) ; 最好的方案应当是 a3 b2 c3 d1 ,即硫酸铝钾 4 % 、分散剂 b 2125 % 、硬挺剂 a 21 12 % 、柔软剂 m 8 % 。采用此方 案对绒毛进行处理 ,并与未处理的绒毛比较各项性 能 ,结果见表 3。从表 3得出电着后处理的绒毛各项性能良好 ,且植绒密度大于表中 9次试验的最大植绒密度 ,所 以选定该方案为最终方案 。采用此电着剂配方最终方案 ,并根据大量的实验结果及绒毛各项性能对表 3电着处理前后绒毛各项性能的比较含水率/ %飞升性/ s分散性/ g体积比电阻/ cm植绒密度/ ( gm - 2 )绒毛1. 4 10135. 01 106未处理经处理0. 48不飞1319. 80. 30155最终植绒效果的影响 ,下文在确定电着工艺时 ,采用绒毛飞升性和植绒密度两项指标作为评价标准 。2. 2 电着处理工艺对纤维性能的影响2. 2. 1 电着处理温度对绒毛性能的影响电着剂中有多种表面活性剂 ,温度对表面活性剂的 cmc (临界胶束浓度 )影响很复杂 。一般而言 ,随着第 3 期281潘小丹等 :静电植绒用聚酯纤维绒毛的开发研究温度上升 , cmc先是降低到最低点 ,然后随着温度的进一步上升 , cmc增大 。因此电着处理温度的高低对绒毛电着处理的效果影响很大 ,表 4 即电着处理温度对绒毛性能的影响 。表 4 电着处理温度对绒毛性能的影响由表 4可知 ,随着电着剂处理温度的升高 ,绒毛的飞升性迅速改善 ,在温度 40 70 区间 内 ,都有良好的飞升性 , 而尤以 50 60 内飞 升性最好 。温度超过 80 ,电着剂组分性质发 生变化 ,导致溶液混浊 ,绒毛电着效果很差 。从 植绒效果来看 ,处理温度在 50 70 时植绒密温度 / 30405060708090飞升性 / s植绒密度 / ( gm - 2 )267413155121601216013153溶液 混浊溶液 混浊注 :处理时间 30 m in。度都较高 。综合考虑生产能耗 、生产效率和植绒效果 ,温度以 50 为宜 。2. 2. 2 电着处理时间对绒毛性能的影响根据已确定电着处理温度 ,测试不同电着处理时间对绒毛性能的影响 。表 5 为电着处理时间对绒毛性能的影响 。由表 5可知 ,在 5 20 m in内 ,随着电着处 理时间的延长 ,绒毛的飞升性和植绒效果改善很快 。处理时间延长到 20 30 m in 时 ,随着电着处理时间的延长 ,聚酯纤维绒毛的植绒性能 仍在缓慢改善 。当继续延长处理时间时 , 聚酯表 5 电着处理时间对绒毛性能的影响时间 /m in5102025303540飞升性 / s植绒密度 / ( gm - 2 )2494201201415113157121601216012160纤维绒毛的飞升性保持稳定 。这是因为短时间的电着处理 ,电着剂在纤维表面的吸附量小 ,且吸附不均匀 。从植绒密度可知 , 2540 m in的电着处理 ,可使植绒密度比较好 ,选定处理时间 30 m in为最佳 。2. 2. 3 电着处理浴比对绒毛性能的影响根据已确定的电着处理温度和处理时间 ,以不同的浴比分别处理聚酯纤维绒毛 ,测试不同浴比对绒毛性能的影响 ,结果见表 6。从表 6可以看出 ,在电着剂浴比很小时 ,绒毛的飞 升 性和 植绒 效果 很 差 , 当 浴 比 达 到1 40时 ,聚酯纤维绒毛可以充分发挥出其良好 的飞升性和植绒效果 ,而当浴比继续加大时 , 聚酯纤维绒毛的相关性能反而下降 。这是因表 6 电着处理浴比对绒毛性能的影响浴 比1 101201301 401 50160飞升性 / s植绒密度 / ( gm - 2 )2865209514160121621315316147为 ,当浴比很小时 ,毛绒状态的纤维在处理浴中润湿性欠佳 ,电着剂在纤维表面的吸附不均匀 ,且绒毛发生粘结 ,分散性不好 ;而浴比太大时 ,处理浴中各组分的浓度相应减小 ,电着效果相应有所下降 。从表 6 可得 ,浴 比 1 301 50时电着剂可以较好地发挥效果 ,尤以 1 40为最佳 。3结论a)实验得出电着剂配方为硫酸铝钾 4 % 、柔软剂 m 8 % 、分散剂 b 21 25 % 、硬挺剂 a 21 12 %时电着效果最好 。b)实验得出温度为 50 ,时间为 30 m in,浴比为 1 40处理工艺的电着处理效果最好 。参考文献 : 1 龚腊芳 , 李增娥 . 静电植绒用绒毛处理剂的研究 j . 青岛化工 , 1990 ( 3 ) : 16 - 18. 2 纪俊玲 , 莫小为 , 束红梅 . 腈纶绒毛的开发和电着剂的研制 j . 染整技术 , 1997 ( 4) : 24 , 39. 3 汪荣鑫 . 数理统计 m . 西安 : 西安交通大学出版社 , 1986: 150 - 173.282浙 江 理 工 大 学 学 报2006年 第 23卷the s tudy o n the p et f lo ck app lie d to e le c tro s ta tic f lo ckingpan x iao2dan, hu guo2liang, zhou y ing( co llege of m a te ria ls and textile s, zhe jiang sc i2tech u n ive rsity, h angzhou 310018 , ch ina)a b s tra c t: in th is p ap e r the p re trea tm en t of pet f lock fo r the e lec tro sta tic flock ing is stud ied. the be st com 2ponen ts of ac tiva to r a re found by comp a ring the p e rfo rm ance of pet f lock afte r trea tm en t and the e lec tro sta tic floc2 k ing p roduc ts. then, the trea tm en t cond ition is stud ied. a s a re su lt, a p roce ssing of p re trea tm en t fo r pet f lock app lied to e lec tro sta tic flock ing fie ld is de te rm ined.ke y w o rd s: e lec tro sta tic flock ing; pet; f lock den sity; a c tiva to r(责任编辑 : 许惠儿 )(上接第 273页 )a s tudy o n d e c re a s ing b e ha vio r o f the s tre ng th o f po lyla c ticac id ( pla ) f ibe r du ring w e t p ro ce s s inghu yu2qun, ch en j un2li, zhan g s hun 2hua, han j ian, zhou w en2long( key l abo ra to ry of a dvanced textile m a te ria ls and m anufac tu ring techno logy( zhe jiang sc i2tech u n ive rsity) , m in istry of educa tion, h angzhou 310018 , ch ina )a b s tra c t: b uffe r2con tro lled d iffe ren t ph va lue liqu id s a re u sed to trea t pla fibe r. a fte r trea ted in sp ec ifiedp e riod of tim e and temp e ra tu re, the strength of trea ted fibe r is eva lua ted. the re su lts ind ica te the ph va lue of liq2 uo r, temp e ra tu re and tim e of the trea tm en t