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纺织浆纱抗静电剂DHZ-15的合成和应用

2006-8-29 19:13:44互联网 点击数: 【字体:

西安大华化工有限公司技术开发部

要:本文简述了静电的产生和防止措施。使用合成抗静电剂的种类;在纺织上浆中最适宜的抗静电剂的分子结构。合成方法及主要产品特征,使用方法;并例举了在纺织厂织造的两个品种上的具体使用情况。

关键词:织物静电;抗静电剂种类;产品特征;调浆方法;织造效果。

一、静电

1.1 静电的产生

当两个物体相互接触或摩擦时,它们的表面会产生电荷,并发生电荷转移,两个物体分别带有正、负电荷,当两个物体分离后,多余的电荷就通过接触泄漏而消失,如果物体为优良导体,泄漏速率很快,如果为不良导体,则引起电荷的积聚,产生静电。涤纶纤维的大分子是以共价链为主链的有机化合物,它不能电离,也不能传递电子或离子,再加上其分子基团极性很小,疏水性大,电荷不易逸散,一旦摩擦产生静电后,由于涤纶纤维绝缘性好,电阻大,静电释放非常缓慢,引起电荷积聚。故涤纶是最易产生静电的纤维,给纺织带来了极大的困难。

1.2 抗静电的方法

抗静电方法从控制电荷的产生(起电)和电荷的泄漏两方面进行。

1.2.1控制起电

① 减少接触、磨擦的机会,例如羊毛上加和毛油,纺丝时加油剂,以增加纤维的润滑性,或提高加工设备的光滑性,〈如镀铬〉,降低磨擦系数,同时还可降低磨擦压力和磨擦速度,以减少起电。

② 提高环境的相对湿度。例如织布间的给湿,使静电减少。

③ 加入能产生相反电荷的材料,使产生的电荷相互抵消。例如涤纶与棉混纺,涤纶与钢摩擦带负电荷,棉与钢摩擦则带正电荷,涤/棉混纺时便可让正电荷与负电荷中和。

1.2.2静电消除

   把产生的电荷迅速泄漏掉是抗静电的有效方法,消除静电可用消电器,也可迅速向大地泄漏。同时在材料外部喷洒。浸渍式涂布抗静电剂,一般是暂时性的,不耐久。纺丝时的油剂及纺织品抗静电整理即属此法。

1.3抗静电剂的分类

    抗静电剂可分为暂时性抗静电剂和耐久性抗静电剂。而在纺织厂目前普遍使用的都为暂时性抗静电剂。暂时性抗静电剂大致可分为6类:

1、吸湿剂和电解质

    即利用它们的吸湿作用增加纤维表面水分,从而增加其导电率,以迅速泄漏电荷。常用的有甘油与醋酸钾、无机盐、胺类等。

2、阴离子表面活性剂

    烷基(苯)磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基硫酸酯、烷基苯酚聚氧化乙烯醚硫酸酯和烷基磷酸酯,它在低浓度时就有很好的抗静电作用。

3、阳离子表面活性剂

    阳离子表面活性剂是抗静电剂的大类品种,在低浓度时就具有优良的抗静电性能,由于大多数高分子材料都带负电荷,因此最有效的抗静电剂是阳离子和两性表面活性剂。如季铵盐抗静电剂TM等。

4、两性表面活性剂

两性     表面活性剂是一类优良的抗静电剂,其它荷性随PH值的不同而呈阳荷性和阴荷性。

5、非离子表面活性剂

    非离子表面活性剂有多元醇类和聚氧化乙烯醚两大类。非离子表面活性剂的抗静电性能比离子型表面活性剂差。

6、有机硅类

    有机硅高分子链具有弹性的螺旋型结构,在热处理后甲基向空气定向排列、可获得柔软、润滑和防水功能,若引入亲水性基团、则可用于抗静电。

二、纺织上浆专用抗静电剂

2.1 类型。

    从上述抗静电剂的分类来看,能适用于纺纱上浆时用的抗静电剂必需具有下列性能:

① 一般纺织厂使用浆料普遍为弱阴离子高分子系列化合物。故该体系应为阴离子或非离子。

② 较好的相溶性,因纤维上浆需用的浆料较复杂,多为聚乙烯醇、变性淀粉、丙烯酸酯及其它助剂(消泡剂、油脂),这就要求抗静电剂具有很好的相溶性和稳定性。

③ 用于纺纱上浆的抗静电剂不但能赋予纱线良好的抗静电效果,同时,还需赋予浆液良好的的渗透性、乳化性、特别能提高浆液的经纱的粘着力。

④ 较低的价格

2.2 西安大华化工有限公司下属的嘉华化工研究所历时多年研究,在整合面料抗静电整理方面的经验,潜心合成出了抗静电王DHZ-15

2.2.1抗静电王DHZ-15的分子结构

    DHZ-15为多元聚合型高分子化合物,PH6-6.5,离子性为阴/非离子,外观为乳白色粘稠体溶液,极易溶于水并分散于水中。

2.2.2抗静电王DHZ-15的重要特征

使经纱具有优良的抗静电性能

赋予浆液渗透性、乳化性、特别能提高浆液对经纱的粘着力

使经纱柔软而富有弹性

使浆膜具有更好的耐磨及抗静电作用

良好的相溶性

2.2.3抗静电王DHZ-15的合成

    将化合物A加入到装有搅拌器,温度计、滴液漏斗和回流冷凝管的四颈瓶中,逐滴加入单体B(质量比为12.2,控制反应温度9095℃,反应6小时加入原料C中和,60-70反应3h后降温至30℃左右,加入已溶解的原料D,并加入一定量的水使乳液混合均匀,最后脱去溶剂,得到成品DHZ-15

2.2.4抗静电王DHZ-15的测试

    在西北地区纺织厂普遍使用的抗静电剂有两种,一种是德国进口的SK-E。另一种为上海产的LMA-963。将上述两种样品和抗静电王DHZ-15一起委托陕西省科研所产品检测试中心,测试结果如下:

    用国标规定的纯涤纶织物(经过前处理)裁成30㎝×25㎝大小,用上述三种助剂20g/L二浸二轧→ 烘干。放在25℃±2,湿度60%±2的环境下平衡24小时后,测其布面的极间等效电阻。

 

 

极间等效电阻(Ω)

DHZ-15

2.9×107

SK-E

1.4×108

LMA-963

7.5×108

空白布样

2.1×1013

    由此表看出,极间等效电阻越大,布面产生静电越严重。从上表的数据得知,抗静电王DHZ-15的抗静电效果最佳。

三、抗静电王DHZ-15在纺织厂的应用

    DHZ-15是一种适合于纯化纤、涤/棉、涤/粘、涤/毛等织物及长丝类经纱上浆的新型理想抗静电剂,它不同于其它的抗静电剂的单一组分,而是它多组分,高效能的阴/非离子化合物组成。其原理是在上浆烘干过程中使浆纱表面形成一层离子膜,静电不易在纱线表面积聚,从而减轻了静电的产生。

3.1T/C 50/50 40×40 128×108 100″光边防羽布经纱上浆为例:

3.1.1浆料配方:

 

 

原配方

实验配方

磷酸酯淀粉

25

25

205MB

50

50

PVA

25

25

丙烯酸酯浆料DH-AE01

50

50

高效平滑剂

4

0

抗静电王DHZ-15

0

3

3.1.2使用方法:

    直接放入已调好的浆液中,用量为浆液液总量的0.30.5%

3.1.3 织造效果:

 

 

原配方

实验配方

机型

ZA205A-280

ZA205A-280

速度(转/分)

420

420

梭口状况

不清

清晰

织机效率(%

82.58

90.53

经停(次/班)

25.28

8.45

纬停(次/班)

50.20

28.75

3.2以纯涤纶48×48 136×74 63″织物为例。

3.2.1浆料配方:

 

 

原配方

实验配方

磷酸酯淀粉

12.5

25

变性PVA

62.5

50

PVA

12.5

12.5

丙烯酸酯浆料DH-AE01

25

25

油剂LMA-96

4

0

抗静电王DHZ-15

0

4

3.2.2使用方法

    直接放入已调好的浆液中,用量为浆液总量的0.30.5%

3.2.3织造效果:

 

 

原配方

实验配方

机型

ZA203-190

ZA203-190

速度(转/分)

550

550

 

开口情况

纱线摩擦系数大,生产时极易产生静电,易形成棉球或经纱毛羽粘连,造成开口不清。

 

较清晰

织机效率(%

65

89

经停(次/班)

20

5

纬停(次/班)

6

0.8

四、结论

1、抗静电王DHZ-15为阴/非离子型的助剂。相溶性好。非常适用于经纱上浆工艺。

2、经陕西省科研所测试中心测试,DHZ-15用于纯涤织物能显著降低织物的比表面电阻。大大降低了织物静电的产生。从测试数据中可看出,该助剂的性能大大超过了国内目前的同类产品。且价格适宜,值得大力推广。

3、经在纯涤织物和涤/棉高密织物上的实际应用,在织造中有效地降低了有害静电的产生。为高速织造提供了有力的保障。

 



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