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基于芳砜纶的拒水拒油织物性能研究

2015-01-05李会改刘先锋

纺织科学与工程学报 2015年3期
关键词:镀银抗静电强力

李会改,万 明,刘先锋

(西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安710048)

0 前言

随着人们生活质量的不断提高,单一功能的纺织品已不能满足人们的需要,织物进行拒水拒油整理,不但可以赋予其较好的拒污性能,减少织物的洗涤次数,而且可以减少洗涤剂的用量,减少水污染并利于节水。但织物进行拒水拒油整理后,织物的抗静电等织物性能的变化研究不够[1,2,3]。为此,本文对织物拒水拒油整理后抗静电、摩擦、强力性能的变化进行研究,以期相关研究为后续研究提供相关指导。

1 纱线规格

芳砜纶混纺纱为芳砜纶与芳纶1314混纺纱,混纺比为:75/25,纱线线密度41tex,平均捻度为21.4捻/10cm,纱线强力为826.3CN,断裂伸长率17.04%,纱线耐磨次数为65.9%,本研究中的镀银纤维属于导电纤维,是以锦纶6为基材,通过化学镀层的方法在纤维表面形成一定厚度银层而制得,镀银长丝纱线的线密度为90D。

1.1 织物设计

采用台湾硕奇的SL8900全自动剑杆小样织机本,采用方平组织,其织物规格如表1所示:

1.2 拒水拒油整理

采用退浆织物→一浸一轧(轧液率74%)→烘干(100℃,3min)→焙烘的工艺流程[4],根据三因素三水平重复方差分析法,芳砜纶混纺织物拒水拒油整理的最优工艺条件:HPC-5整理剂浓度为50g/L,焙烘温度为170℃,焙烘时间为1min,HPC-5交联剂的浓度为20g/L,对织物进行拒水拒油整理。

表1 织物规格

未经过拒水拒油整理的芳砜纶混纺织物具有良好的润湿性,水滴滴在织物表面瞬间就浸润了,因此,我们视其拒水、拒油等级均为O级。在经过拒水拒油修正最优工艺整理后,芳飒纶织物可以获得良好的拒水拒油性,拒水等级可达到9级,拒油等级可达到7级。按照标准洗涤方法对修正最优工艺整理试样进行洗涤,分别洗 5、10、15、20、25、30次,然后对织物的拒水拒油效果进行拒水、拒油等级评定,实验结果所表现趋势见图1。

图1 织物最优工艺整理后,耐水洗性测试等级

图2 拒水拒油效果

2 拒水拒油整理性能影响研究

2.1 织物抗静电性能测试

2.1.1 试样准备和实验仪器

实验仪器:实验采用LFY-403A滚筒摩擦机、LFY-403A滚筒摩擦带电荷量测试仪、法拉第筒。

试样规格:根据GB/T12703.2—2009《纺织品静电性能的评定第2部分:电荷面密度》的规定,织物试样取200mm×200mm,根据后面实验的要求织物试样取300mm×200mm,每种织物各取5块。在恒温恒湿室测试,测试的环境条件为温度20±5℃,相对湿度30% ~40%。

2.1.2 抗静电实验测试

将试样放入LFY-403A滚筒摩擦机中进行15分钟摩擦实验,并在1s内迅速投入法拉第筒,此时试样应距人体或其他物体30mm以上,并且要带橡胶手套以防电荷逸散。每块样品进行5次测试,每次测试后滚筒摩擦机应放电10~15分钟,再进行下一次测试,取5次测试的平均值作为该试样的测量值。实验结果如表2所示,其柱形图见图3。

表2 织物抗静电性能测试数据

图3 织物抗静电性能测试折线形图

抗静电实验测试表明,无论何种组织,何种镀银长丝含量,织物电荷面密度都在7C/m2以下,符合标准。

当镀银纤维在织物中呈均匀分布时,织物摩擦带电电荷密度随镀银纤维含量的增加而呈线性降低,当镀银纤维的含量超过2.29%后,电荷面密度降低得很小。考虑成本问题,实际织入的导电纤维所需成本折合每平米织物面料并不高,因此选择镀银纤维的含量为2.29%。

2.2 织物表面摩擦性测试

测试仪:KES—FB4型织物表面性能试验仪。

表面性能中的MIU表示织物的光滑感;MMD表示织物的爽脆和匀整感,值越小越好;SMD表示表面平整性,越小手感越光滑,反之粗糙[5]。实验测试数据见表3,折线图见图4。

表3 织物整理后KES织物表面摩擦性指标的平均值

图4 织物整理后KES织物表面摩擦性指标

数据表明,整理后,摩擦因数MIU稍有增加,表明织物上附着有整理试剂后,光滑感略差;但表面粗糙度SMD明显下降,只有原来的87.7%,表示织物的平整性显著增加。芳砜纶混纺织物产生静电原因不仅是芳砜纶的体积比电阻较高,芳砜纶具有良好的电绝缘性能[6],还因为芳砜纶纤维表面毛羽多,从而织物表面摩擦性大[7],整理后的织物表面附着的一层整理剂贴服了表面的毛羽[8],同时填充了织物纹路的表面凹凸不平。所以,整理后的芳砜纶混纺织物表面摩擦性减小,就不容易摩擦起电,从而抗静电性能增强。

3 织物强力研究

3.1 织物撕破性能测试

实验仪器及材料:YGO26A型电子式织物强力仪,取坯布及最优工艺整理后试样,按经、纬向长度方向各剪3块,试样尺寸:20mm×50mm。

实验方法:采用单缝法进行测试。实验夹持长度100mm,拉伸速度100mm/min,预加张力2N。织物撕破强力实验数据见表4,其折线图见图5。

表4 织物撕破强力实验数据

图5 织物撕破强力实验折线

3.2 织物顶破强力测试

实验仪器:YG031型电子织物破裂强力仪、剪刀、圆形划样板、夹布圆环。实验材料及试验参数:取坯布及最优工艺整理后试样,试样尺寸:直径6cm,5块。

上下夹持器间的距离为450mm,下夹持器的下降速度为300mm/min。织物顶破强力实验数据见表5,其折线图见图6。

表5 织物顶破强力实验数据

图6 织物顶破强力实验折线图

根据强力测定方法对芳砜纶原坯布及经拒水拒油修正最优工艺整理的试样进行测试。通过这些数据对比可知,经过修正最优工艺整理后芳飒纶织物强力下降。分析其原因,可能是因为:(l)织物在经过该拒水拒油整理剂的作用后,产生化学变性[9],表现为泛黄、脆化等,造成织物的强力下降;(2)较高的焙烘温度对纤维可能产生损伤,因此,织物的强力有所下降[10]。

从表4中的对比数据不难看出,经过拒水拒油整理后芳砜纶混纺织物经向、纬向强力的下降率不大,这说明整理前后织物的经、纬向强力变化不大,HPC-5整理剂对芳飒纶织物的损伤不大。

4 结论

芳砜纶织物经过拒水拒油整理后的电荷面密度降低,抗静电性增强,但整理后织物强力下降。

[1]汪晓峰,张玉华.芳砜纶的性能及其应用[J].纺织导报,2005(1).

[2]方沛.芳砜纶混纺织物的拒水拒油整理[J].东华大学学报,2007,33(2).

[3]汪家铭.芳砜纶纤维发展概况及市场前景[J].精细化工原料及中间体,2009(7).

[4]侯丽丽.抗静电织物的研究及其发展应用[J]防护装备技术研究,2005(1).

[5]戴晴.抗静电织物及其抗静电性能测试方法[J].科技前沿,2008(8).

[6]孙斌.关于织物抗静电性能的研究[J].广西纺织科技,2009(4).

[7]杨金纯.抗静电纺织品的测试标准浅析与探讨[J].检验与测试技术,2010(5).

[8]方沛.芳砜纶混纺织物的拒水拒油整理初探[D].上海:东华大学,2007.

[9]黄小华.织物拒水拒油整理工艺探讨[J].安徽工程大学学报,2012(3).

[10]贾哲昆,杨银英.织物拒水拒油整理以及失效机理研究[D].西安:西安工程大学,2012.

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