【纺织品抗静电整理方法及其优缺点实验探究6300字（论文）】

纺织品抗静电整理方法及其优缺点实验探究摘要涤纶纤维具有优良的物理机械性能，应用广泛，但其吸湿性较差，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，易发生化学反应，是一种新型的多功能整理剂，在印染加工中应用广泛。采用壳聚糖对涤纶织物进行抗静电整理，研宄了壳聚糖用量、交联剂用量、焙烘时间和焙烘温度等对涤纶抗静电性能的影响；通过正交试验确定整理工艺条件为：壳聚糖用量20%交联剂3汾仁催化剂4g/V浴比20:1焙烘时间3砠中焙烘温度150经壳聚糖整理的涤纶织物，吸湿性和抗菌性均得到提高，但手感较硬。从静电产生的危害谈起，综述了纺织品产生静电的原因，纺织品静电消除的机理。探讨了目前纺织品抗静电整理方法及其优缺点。比较了国内外纺织品静电性能测试评价方法。关键词：涤纶织物壳聚糖抗静电整理目录毕业论文（设计） 1涤纶织物壳聚糖抗静电整理 1摘要 2目录 31 序言 42 涤纶织物壳聚糖抗静电原理 53 试验 63.1 材料 63.2 仪器和设备 64 结果与讨论 84.1 壳聚糖用量对涤纶抗静电效果的影响 84.2 焙烘时间对涤纶抗静电效果的影响 94.3 焙烘温度对涤纶抗静电性能的影响 95 结论 10参考文献 12序言在酸性介质中，壳聚糖分子中的氨基可吸附质子形成一NH+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的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，壳聚糖也能显示出高吸湿性，其吸湿率仅次于甘油，但高于聚乙二醇、山梨醇，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。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。在合成纤维中，涤纶纤维（PET)具有各种优良的性能，例如弹性回复性、尺寸稳定性和可混纺性但是，涤纶纤维的吸水性和吸湿性较差。因此，通过摩擦，会产生静电(天然纤维的电阻率为1C?至10w欧。厘米;涤纶纤维的电阻率小于1015欧。厘米;水的电阻率为103欧。厘米）这种静电会造成以下情况，即电击、纺织品整理时污染纤维、计算机之类电气设备的运转故障、材料因摩擦起火而引起爆炸、衣服和人的肌肤之间紧密粘着和其它意外事故。为了赋予涤纶纤维一种抗静电性能，曾做过许多研究，其中包括改变涤纶纤维表面性能的研究(例如，多孔空心纤维或有不同截面的纤维）或用亲水性树脂覆盖纤维表面的研究(例如，接枝聚合、涂层或等离子体处理）其中，可以通过使用浸乳一一烘燥一一焙烘加工方法的简便后整理，得到用亲水性树脂覆盖的纤维表面，但这种抗静电效果却不耐久,另一方面，壳聚糖是1980年出现的一种新材料，它具有各种优良性能，可以用于以下多种用途:农业营养品、药物及其它壳聚糖在纺织领域中的各种应用也已经被研究，例如用它改善织物染色性、用作抗菌整理或开发符合实际的新材料。壳聚糖即使在低相对湿度下也有高的回潮率，水中膨化程度不大，因此它能够防止因水引起的耐久性降低通过交联亲水性材料，可以在纤维表面上形成一种不溶性的导电皮层，得到耐久性的抗静电整理，所以壳聚糖似乎具有改善涤纶纤维吸水性和抗静电性的潜力。涤纶织物壳聚糖抗静电原理由甲壳质在碱性条件下水解脱掉乙酰基而成的脱乙酰甲壳质的化学结构类似纤维素大分子，所不同的是将纤维素大分子上的每个葡萄糖基团第二位碳原子上的羟基换成了氨基，该氨基在酸性介质中可以吸附氢质子形成一NH3+并将带有一NH3+的壳聚糖结合到涤纶纤维上，就会使涤纶织物产生抗静电功能.其原因一是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露;二是当壳聚糖分子所带电荷与纤维表面电荷符号相反时，产生电性中和作用.此外壳聚糖分子上大量的羟基和氨基等强极性基团的存在可使壳聚糖分子具有很高的吸湿性，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了溶解场所，从而间接地提高了表面电导率.涤纶纤维结构紧密，分子中不含反应性基团，需对其进行处理才能将壳聚糖分子结合到纤维上.涤纶纤维经碱减量整理后失重变细而获得仿真丝绸效果，涤纶纤维在强碱性条件下发生部分酯键的水解反应，在纤维表面形成许多凹坑，并在纤维分子上产生一定量的羧基.这些凹坑和羧基的存在为壳聚糖分子通过氢键及范德华力嵌附在涤纶纤维上并与纤维分子发生化学反应生成共价键创造了条件，涤纶织物通过壳聚糖整理获得永久性抗静电效果.有资料报道，以醋酸钠为催化剂，可催化壳聚糖与经过碱减量处理的涤纶纤维发生共价键结合以二羧酸类化合物如酒石酸为交联剂，可在壳聚糖膜内分子间发生交联反应。静电（起电）是两种物质摩擦后，接触面发生脱离并在其表面间发生的电子或离子的激动能，出现电荷聚集而产生的。接触起电、摩擦起电、变形起电以及光电和热电效应等都是静电产生的主要原因。纺织材料产生静电的主要原因是纺织材料之间的相互摩擦。大部分的纺织材料是不良导体，比电阻较高，在生产加工的过程中，难免会有摩擦、牵伸、压缩、剥离及电场感应和热风干燥等因素的影响而产生静电。影响纺织品静电特性的因素很多，主要有纤维的结构与导电性能、织物结构、环境温湿度等。毛、丝、纤维素纤维以及合成纤维的电荷载体是离子，导电机理为离子导电。研究结果表明，离子移动与纤维结构及其表面状态有关，离子大部分来源于纤维高分子以外的物质如残留的催化剂、添加物、染料等，离子的移动主要发生在无定形区，无定形区内的分子聚集状态对离子移动度影响很大，在玻璃化温度以上，离子移动度急剧增大，电导率急剧增加，纤维吸附的水分的离子化，水分诱导周围不纯物质的离子化以及对无定形区域的可塑化等，都能使电导率增加，也就是说纤维内部缝隙及表面的吸附状态对其电导率影响极大。一般织物的结构越紧密，内聚能越高，或者织物表面平滑度越低，越易受到较强烈的摩擦而使温度升高，摩擦时越易首先活化失去电子，从而带正静电荷。环境的相对湿度对纤维和织物的抗静电性能影响显著，纤维的比电阻、静电电压半衰期都随着相对湿度的增高而降低。温度对纤维和织物的影响比起相对湿度的影响要小很多。试验材料织物涤纶织物[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。试样织物(经纬向涤纶丝为75旦；密度:经向2103/5cm纬向1913/5cm;重量：70t5g/m2)都是白色标准涤纶织物，常用于ksk0905测试法则测试织物色牢度。壳聚糖是日本showo化学公司的一级试剂(壳聚糖浓度为0.5%，在0.5%醋酸溶液中的粘度为5~20厘泊，脱乙酰化度75%~85%)其它试剂均为一级。壳聚糖的抗静电能力高于市售普通阳离子抗静电剂.加与不加交联剂和催化剂，水洗之前相差无几.但水洗后产生明显差别，加交联剂和催化剂处理后的织物，其抗静电耐久性明显好.这表明经焙烘后，加入交联剂和催化剂的壳聚糖与聚酯分子以及壳聚糖分子之间发生了化学反应，而且结合较为牢固。仪器和设备HH—型恒温水浴锅（浙江余姚市检测仪表厂）、A2003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）DHCi-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（山东纺科院）、RJ350II轧染机（上海双翼实业公司）。选用常见的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作为试验菌种。将培养皿、移液管、试管等洗净，用纸密封后在160°0烘箱中高温灭菌2h按标准配方配制培养基，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将培养基冷却至50°Q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。将整理织物剪成直径为1™的圆形，置于细菌培养基上。将培养皿置于37°C的培养箱中24h然后测量抑菌圈直径大小，以衡量抗菌效果。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。減处理在涤纶织物减量处理的初始试验中，KOH是碱处理用的较好碱剂。Na2CO3处理对涤纶织物重量损失产生的影响可以忽略不计在20°C至40C温度范围内，KOH和NaOH对涤纶织物的重量损失并无显著影响，但在50C以上时，织物的重量损失显著增加在涤纶织物重量损失方面，KOH比NaOH更为有效因此，选择50°C以上的KOH处理。将壳聚糖用1%HAc溶液溶解，制成0.5%的壳聚糖溶液，分别在加与不加交联剂(酒石酸2g/L)及催化剂(醋酸钠2g/L)2种情况下对经碱减量处理后的涤纶织物进行浸渍(约2min)—烘干（5C热风干燥)—2次浸渍烘干—3次浸渍烘干—焙烘（130C60min)—水洗(洗涤剂浓度0.5%，30C浸泡10min冷水冲洗3次)处理，测各步处理后织物的比电阻值，并与市售普通阳离子抗静电剂（0.5%水溶液）处理的对比，将KOH浓度变化为5%、10%、15%或20%，涤纶织物在9(0C下处理1小时，浴比1：50然后，试样在100C下干燥30分钟，计算出和未处理织物比较的、预处理产生的织物重量损失百分率。壳聚糖处理我们已经发现，壳聚糖并不溶于纯水，即使放置几天也是如此，但它却立即溶于1%醋酸溶液中，使其离子化试样在醋酸壳聚糖醋酸钠溶液中处理2分钟，然后80C干燥10分钟，再在醋酸壳聚糖丙二酸溶液（1/1/0.2或Q4)溶液中处理2分钟，80C干燥10分钝试样于120°C焙烘1小时后，再在130C下焙烘1小时。根据碱处理(预处理)后的织物重量，计算出壳聚糖处理织物的增重，得到壳聚糖的吸收百分率。洗涤按照KSK0430A2方法进行洗涤试验，使用耐洗牢度试验仪，试样在1%洗涤剂浓度下50C洗涤30分钟，然后再水洗3次最后晾干和洗涤前的试样重量进行比较，计算出洗涤后壳聚糖处理织物的重量损失，得到因洗涤而被去除的壳聚糖百分率。计算出壳聚糖吸收百分率和其被去除百分率之间的差值，得到织物上残留壳聚糖的百分率研究拉伸性能按照KSK0520夹样强力测试法，使用英斯特朗电子强力机测定织物拉伸性能试样标准尺寸为10K10cm，横跨40mm夹紧，拉伸速度为100mm分静电性在20C和50%相对湿度下，使用日本京都DaieiKayaKclSeiki公司的转动式静电测试仪(REP-II型)进行试验织物手感使用Kawabata风格评定设备（kato技术有限公司），测定和拉伸、剪切、弯曲、表面和压缩性能有关的织物机械性能、以及织物的厚度和重量织物的手感数值从这些数值中得到。结果与讨论改变交联剂用量，其它条件不变，整理后织物的抗静电性能见壳聚糖用量1%，催化剂用量4g/L焙烘温度160C焙烘时间3mn。壳聚糖用量对涤纶抗静电效果的影响改变壳聚糖用量，其它条件不变，整理后织物的抗静电性能见表1交联剂用量4g/L催化剂用量4g/L焙烘温度160工焙烘时间3min，随着交联剂用量增加，壳聚糖附着率变化不大，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，酸性介质中形成的一NH+数量也相应减少，从而使涤纶纤维的离子导电功能减弱，抗静电效果减弱。壳聚糖作为涤纶织物的抗静电整理剂抗静电效果良好，在交联剂、催化剂存在下经130C焙烘1h左右可获得较为耐久的抗静电效果.在抗静电整理的各种手段中，壳聚糖整理不失为一种良好的选择。焙烘时间对涤纶抗静电效果的影响改变焙烘时间，其它条件不变，整理后织物的抗静电性能见壳聚糖用量1%，交联剂用量4g/L催化剂用量4g/L焙烘温度160C。焙烘温度对涤纶抗静电性能的影响改变焙烘温度，其它条件不变，整理后织物的抗静电性能见表4壳聚糖用量1%，交联剂用量4g/L催化剂用量4g/L焙烘时间3min。碱处理产生的织物重量损失表1列出用各种浓度KOH处理的织物重量损失百分率当涤纶织物在90C下用KOH处理1小时(浴比：150)时，其重量损失随着碱浓度的增加而增大表1根据KOH浓度产生的织物重量损失变化。第二次干燥后织物的壳聚糖吸收百分率壳聚糖的吸收量和碱处理产生的织物重量损失之间没有明显关系被去除的壳聚糖和残留的壳聚糖在数量上都和碱处理造成的织物重量损失没有任何关系。但是，洗涤后残留壳聚糖的存在，表示这种处理具有耐久1性因为吸湿的壳聚糖必须和二元酸交联，在织物上形成一种不溶性的覆盖物，这种耐久性能对抗静电整理的稳定性是需要的。碱处理水解涤纶纤维后，使纤维上产生羧基这些羧基和壳聚糖上的氨基反应，用醋酸钠催化剂进行交联。但是，壳聚糖的吸收、去除以及残留，在数量上都和碱处理产生的织物重量损失无关涤纶纤维上每个聚合物的末端羧基参予了交联，产生上述的耐久性。所得的结果表。拉伸性能焙烘前壳聚糖处理的涤纶织物拉伸强度比未处理的常规涤纶织物低得多。实际上，涤纶织物的拉伸强度是随着碱处理造成的织物损失重量的增大而降低的但是，焙烘后，壳聚糖处理的涤纶织物拉伸强度却比常规织物更高这种效果是由被交联的壳聚糖成分造成的，除掉涤纶织物因碱处理产生大的重量损失外，通过交联壳聚糖来增加织物拉伸强度是不足以弥补碱处理造成的织物拉伸强度的降低的。壳聚糖处理可将涤纶纤维的静电压降到500V以下，为未处理的织物的1/10因此，用壳聚糖对涤纶织物进行抗静电整理是非常有效的。一般认为，壳聚糖对涤纶织物的抗静电整理是随着整理剂上的亲水性成分而变化的，但是壳聚糖处理后，涤纶织物所得的抗静电性能似乎高于壳聚糖的亲水性功能。这种处理还可将导电性赋予涤纶织物。涤纶织物用壳聚糖处理的抗静电整理，其主要反应是丙二酸的反应，形成共轭双键这种共轭双键可以将导电性能赋予涤纶织物而且，反应催化剂中的钠离子和壳聚糖中的相邻氨基可起到掺杂剂的作用，焙烘和洗涤前的涤纶织物静电压比焙烘和洗涤后的织物低这种情况是涤纶物上丙二酸壳聚糖聚合物被洗涤去除的结果虽然这些覆盖聚合物缺乏耐久性，但它们的抗静电性是有用的。结论随着环保要求的日益提高，我国对资源极其丰富、应用前景非常广阔的甲壳质类动物多糖的研究又重新活跃起来，尤其是对具有抗菌消炎、促进伤口愈合功能的甲壳质纤维的研制与临床应用、印染污水处理、织物抗菌防臭整理、染色增深整理、织物透气整理等各有建树.本试验对壳聚糖用于涤纶织物抗静电整理进行了研究。影响涤纶织物抗静电效果的主要因素是壳聚糖用量、交联剂用量和焙烘温度。涤纶织物的壳聚糖抗静电整理工艺为：壳聚糖用量2.0%交联剂用量3g/L催化剂用量4g/L焙烘时间3min焙烘温度150°C，浴比20:1，涤纶织物经壳聚糖整理后具有较好的吸湿性和抗菌性，但手感较硬。

参考文献[1]抗静电整理技术的研究进展[J].颜怀谦,贺江平.印染.2014(12)[2]浅谈纺织品抗静电整理技术[J].吴红玲,张成.四川丝绸.2007(02)[3]纺织品抗静电整理技术的探讨[J].丁丽文,张成.甘肃科技.2002(06)[4]20D高密锦纶织物抗静电整理工艺的探讨[J].潘云芳.印染助剂.2013(08)[5]毛织物抗静电整理工艺[J].余雪满,李清政.毛纺科技.2012(11)[6]纺织品的抗静电整理