抗静电助剂,防静电剂,防静电助剂,抗静电剂,纺织抗静电剂.docx

涤纶织物壳聚糖抗静电整理 王春梅，缪勤华，王熙亮 （南通大学化学化工学院，江苏 南通 226007）【摘要】采用壳聚糖对涤纶织物进行抗静电整理，研究了壳聚糖用量、交联剂用量、焙烘时间、焙烘温度等对涤纶抗静电性能的影响；通过正交实验确定了最佳抗静电整理工艺条件为：壳聚糖用量2.0%，交联剂3 g/L，催化剂4 g/L，浴比201，焙烘时间3min，焙烘温度150。经壳聚糖整理的涤纶，吸湿性和抗菌性均得到提高，但手感较硬。【关键词】抗静电整理；壳聚糖；织物；聚对苯二甲酸乙二酯纤维【中图分类号】TS 190.6450 前言涤纶纤维具有优良的物理机械性能，应用广泛。但因其吸湿性较差，易产生静电现象。壳聚糖是一种碱性多糖，无毒，可生物降解，具有良好的生物相容性和抗菌性。壳聚糖分子中存在大量的氨基和羟基，易于发生化学反应，是一种新型的多功能整理剂，在印染加工中的应用研究广泛1，2。壳聚糖的抗静电机理：在酸性介质中，壳聚糖分子中的氨基可以吸附氢质子形成NH3+，将其整理到织物上，会使纤维在水中具有离子导电功能，使摩擦产生的静电荷迅速泄漏，而且还可能产生电中和作用。此外，壳聚糖分子上大量存在羟基和氨基等强极性基团，使壳聚糖分子具有很高的吸湿性，可在纤维表面形成连续的水膜，为空气中二氧化碳和纤维中存在的电解质提供溶解场所，从而间接地提高了表面电导率。即使在低湿度环境下，壳聚糖也能显示其高吸湿性，其吸湿率仅次于甘油，但高于聚乙二醇、山梨醇，而且在水中不会过度溶胀，因而可防止因水引起的耐久性降低3，4。本试验探讨了壳聚糖整理工艺对涤纶织物抗静电性能的影响，优化了整理工艺。1 试验部分1.1 材料织物：涤纶织物东丽酒伊织染(南通)有限公司药品：壳聚糖（食品级，分子量约20万，脱乙酰度85左右，南通生物工程研究所有限公司）、丙二酸（化学纯，国药集团化学试剂有限公司）、冰醋酸（分析纯，汕头市西陇化工厂）等。1.2 仪器和设备 HH-S型恒温水浴锅（浙江余姚市检测仪表厂）、JA2003电子天平（上海精科天平厂）、YG(L) 342D型静电测试仪（山东纺科院测控设备开发中心）、DHG-9076A电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）、LFY-207自动织物硬挺度实验仪（山东省纺织科学研究院）、RJ-350轧染机（上海双翼实业公司）等。1.3 实验方法 整理液处方：壳聚糖0.52.0%（溶于1%醋酸），交联剂（丙二酸）412g/L，催化剂（醋酸钠）4g/L工艺条件：浴比 20: 1，烘干温度80，焙烘温度120180，焙烘时间36min工艺流程：涤纶织物浸渍壳聚糖整理液（2min） 二浸二轧（轧余率为100%） 预烘（805min） 焙烘（12080312min） 水洗（洗衣粉2g/L， 605min，浴比50:1） 烘干 测试性能。 1.4测试方法1.4.1壳聚糖的附着率将整理前后的织物在105下烘干至恒重，放在干燥器中冷却，用分析天平称重，按下式计算壳聚糖的附着率5：附着率 % G1G0100G0式中：G0壳聚糖整理前织物重量、G1壳聚糖整理后织物重量（g）1.4.2吸湿性将试样在烘箱中（105）烘至恒重，在一定的湿度条件下放置24小时，用分析天平称重，按下式计算吸湿率：吸湿率 % W1W0100W0式中：W0试样重量（g）；W1吸湿后试样重量（g） 1.4.3抗静电效果在相同湿度和温度条件下，用YG(L) 342D型静电测试仪测试织物的静电压半衰期，同一种试样连续测三次，取其平均值。1.4.4织物手感用LFY-207型自动织物硬挺度实验仪对织物的硬挺度进行测试，同一种试样正反各测一次，取其平均值。1.4.5织物的抗菌性选用常见的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。将培养皿、移液管、试管洗净，用报纸包好在160烘箱中高温灭菌两小时。按标准配方配好培养基，加热溶解，并不断搅拌，然后将其在高温高压灭菌锅中灭菌20min。将培养基冷却到50，分装于培养皿，确保培养基覆盖培养皿底部，在无菌环境中移取稀释的细菌于培养基上，确保细菌覆盖培养基。将经过整理的织物剪成直径为1cm的圆形，置于细菌培养基上，将培养皿放置于37的培养箱中24h。然后测量抑菌圈直径大小，以衡量抗菌效果。2 实验结果与讨论 2.1壳聚糖用量对涤纶抗静电性能的影响改变壳聚糖用量，其他条件不变，整理后织物的抗静电性能见表1。交联剂浓度为4g/L，催化剂浓度为4g/L，焙烘温度160，焙烘时间3min。表1 壳聚糖用量对抗静电性能的影响壳聚糖用量/%洗前附着率/%洗后附着率/%半衰期/s0.51.040.4015.791.01.580.917.641.52.151.393.872.02.441.702.97未整理样00180.33从表1中可以看出，壳聚糖用量越大，抗静电效果越好。因为壳聚糖用量增加，织物上壳聚糖的吸附率增大。但是，壳聚糖用量越大，织物的手感越差。因此，壳聚糖用量也不宜过大。2.2 交联剂用量对涤纶抗静电性能的影响改变交联剂的用量，其他条件不变，整理后织物的抗静电性能见表2。壳聚糖用量为1，催化剂浓度为4g/L，焙烘温度160，焙烘时间3min。表2 交联剂用量对抗静电性能的影响交联剂用量/gL1洗前附着率/%洗后附着率/%半衰期/s21.490.907.6841.580.917.6461.440.9210.9281.450.9513.15未整理样00180.33从表2中可以看出，随着交联剂用量的增加，附着率变化不大，抗静电效果变差。原因是过多的交联剂与壳聚糖氨基发生反应，致使壳聚糖氨基数量减少，在酸性介质中形成的NH3+数量也相应减少，从而使涤纶纤维的离子导电功能减弱，抗静电性能减弱。2.3焙烘时间对涤纶抗静电性能的影响改变焙烘时间，其他条件不变，整理后织物的抗静电性能见表3。壳聚糖用量为1，交联剂用量4 g/L，催化剂浓度为4g/L，焙烘温度160。表3 焙烘时间对抗静电性能的影响焙烘时间/min洗前附着率/%洗后附着率/%半衰期/s31.580.917.6441.560.917.6551.590.927.6261.580.917.63未整理样00180.33从表3中可以看出，焙烘时间对整理效果影响不大。而且焙烘时间过长，织物容易泛黄。2.4 焙烘温度对涤纶抗静电性能的影响改变焙烘温度，其他条件不变，整理后织物的抗静电性能见表4。壳聚糖用量为1，交联剂用量4 g/L，催化剂浓度为4g/L，焙烘时间3min 。表4 焙烘温度对抗静电性能的影响焙烘温度/洗前附着率/%洗后附着率/%半衰期/s1201.040.788.101401.210.837.891601.580.917.641802.131.636.99未整理样00180.33从表4中可以看出，随着焙烘温度的增加，半衰期逐渐变小，但织物在160下焙烘后略有泛黄，180明显泛黄，所以焙烘温度不宜太高。2.5 正交试验通过以上单因素的研究，选取影响抗静电效果较大的三个因素：壳聚糖用量，交联剂用量，焙烘温度进行正交实验，试验结果及分析见表5。表5 正交实验结果试样号A壳聚糖用量/%B交联剂用量/ gL1C焙烘温度/半衰期/s11313016.0821414019.8431515011.4741.531408.7051.5415013.8961.5513012.177231506.388241308.4992514010.14k115.8010.3912.25k211.5914.0712.89k38.3411.2610.58R7.463.682.31从表5可以看出，壳聚糖用量对涤纶抗静电性能影响最大，其次是交联剂用量，最后是焙烘温度。抗静电性能最好也就是要半衰期时间最短的工艺参数组合是A3B1C3 ，即壳聚糖用量2.0%，交联剂用量3g/L，焙烘温度150。2.6 整理对涤纶织物吸湿性、抗菌性能和手感的影响采用上述正交试验得出的最优工艺对涤纶织物进行整理后，与未整理的空白样进行吸湿性、抗菌性和硬挺度的比较，测试数据如表6所示。表6 吸湿性、抗菌性能和硬挺度的比较试样吸湿率/%抑菌圈直径/mm硬挺度/cm大肠杆菌金色葡萄球菌空白样0.6512103.48整理样0.7715126.41从表6中数据可以得知，经过壳聚糖整理的涤纶织物具有更好的吸湿性和抑菌性，但手感较硬。3 结论（1）影响涤纶织物抗静电效果的主要因素是壳聚糖用量、交联剂用量及焙烘温度。（2）壳聚糖对涤纶织物抗静电整理的最佳工艺是：壳聚糖用量2.0%，交联剂用量3 g/L，催化剂用量4 g/L，焙烘时间3min，焙烘温度150，浴比20:1。（3）涤纶织物经壳聚糖整理后具有较好的吸湿性和抗菌性，但手感发硬。参考文献1 杨栋梁.壳聚糖在织物功能整理中的应用（一）J.印染，2003，29（4）:34-36；（5）:36-38.2 李战雄，靳霏霏，谢晓青.壳聚糖降解及在织物整理中的应用J.印染助剂，2006，23（4）：20-22.3 Secong