含金屬鹽聚醚酯型抗靜電劑的合成及應(yīng)用

含金屬鹽聚醚酯型抗靜電劑的合成及應(yīng)用

絲綢具有良好的強度、抗旱性、正直性、尺寸穩(wěn)定性和耐候性，廣泛應(yīng)用于服裝、裝飾和行業(yè)。然而，由于絲綢的化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)和表面特性的原因，它容易引起靜電化，這直接影響到其使用區(qū)域。因此，有必要對抗靜電性的絲綢織物進(jìn)行研究。目前生產(chǎn)抗靜電滌綸織物的主要途徑該共聚物含有聚對苯二甲酸乙二醇酯鏈段,與滌綸結(jié)構(gòu)相近,在高溫定型處理過程中,易與聚酯大分子產(chǎn)生共溶及共結(jié)晶作用,固定在滌綸纖維上,獲得耐洗性效果;另一部分連有羧酸鹽基團(tuán)的聚醚鏈段屬親水組分,可在滌綸纖維的表層形成親水中心,使吸水性大大增加,加上金屬鹽的離子導(dǎo)電作用,可以加速織物表面電荷的散逸速率,降低纖維表面電阻,達(dá)到抗塵,易去污,提高穿著舒適度等目的.用高分子型抗靜電劑對織物整理時,主要采用浸漬、浸軋以及涂層整理等方法.一般浸漬或浸軋整理工藝,工序多,成本高,浪費能源和原料,廢水量大,與現(xiàn)今“清潔生產(chǎn)”的時代潮流不合拍.而涂層整理具成本低,利于環(huán)保,生產(chǎn)方便,還可改變織物風(fēng)格.因此,涂層整理是當(dāng)今紡織產(chǎn)品開發(fā)的主導(dǎo)方向之一.1實驗1.1電動除塵器、水泵織物:經(jīng)退漿的滌綸織物(斜紋組織,表面比電阻位1.00×10儀器:電熱套,三口燒瓶,電動攪拌器,水環(huán)真空泵;設(shè)備:YG541A型織物中壓透氣測量儀、YG461型織物中壓透氣測量儀(寧波紡織儀器廠),YG26-2500型織物強力儀(常州第二紡織機械廠),YG321型纖維比阻儀(常州紡織儀器廠).1.2合成金屬鹽聚醚聚醚酯pm1.2.1丙二酸丙二酸溶液peg液由兩步化學(xué)反應(yīng)合成按量比n(PEG)∶n(丙二酸)=1∶1,加入三頸圓底燒瓶中,再加入適量的對甲苯磺酸.緩緩升溫于120℃左右,約20min后,丙二酸固體溶解于PEG液體中.在減壓抽真空和N1.2.2pee的合成在250mL的圓底燒瓶里,按量比n(EG)∶n(DMT)=1∶2.4加入EG和DMT,再加入DMT質(zhì)量0.03%的催化劑Sb1.3涂層清潔工藝配制工作液[PEEM80g/L,DMF適量(能完全溶解PEEM),2D樹脂50g/L;TEA調(diào)pH為7,MgCl1.4測試1.4.1see的性能水萃取測試:合成的PEEM用沸水處理1h,浴比為1∶100,除去未反應(yīng)的PM等水溶性物質(zhì),水萃取率按下式計算:式中w1.4.2紡織布品的性能比電阻:室溫、RH為65%,在比電阻儀上進(jìn)行測試;斷裂強力:在織物強力儀上測定.2結(jié)果討論2.1縮聚反應(yīng)溫度和時間對成膜性能的影響要使含金屬鹽的聚醚酯在涂層整理中形成具有一定韌性的涂膜,又具有較理想的抗靜電性能,必須控制好含金屬離子聚醚酯的分子質(zhì)量和PM鏈段比例.共聚反應(yīng)中,影響聚醚酯分子質(zhì)量的主要因素是反應(yīng)溫度和時間.從表1看出,當(dāng)縮聚反應(yīng)溫度在260℃以下,成膜性能較差;溫度在260～280℃時,成膜性能好;溫度超過290℃時,成膜性能又開始變差.原因是當(dāng)縮聚反應(yīng)溫度低,反應(yīng)速率較慢,反應(yīng)程度低,分子質(zhì)量較小;而當(dāng)反應(yīng)溫度高,含金屬離子的聚醚酯會發(fā)生熱降解,同樣會使分子質(zhì)量降低,產(chǎn)物成膜性能變差.因此,縮聚溫度控制在260～280℃比較合適;綜合考慮成膜性能和生產(chǎn)效率,反應(yīng)時間3h為宜.2.2pm/dmt配比對成膜性能和耐洗滌性能的影響從表2看出,PEEM在沸水中的水萃取率極小,均在1%以下,大部分PM進(jìn)入到共聚物大分子鏈中,表明抗靜電劑耐洗滌性很好.其次,隨著PM用量的增加,PEEM的水萃取率也增大,說明未反應(yīng)的PM也越多.綜合考慮m(PM)∶m(DMT)對成膜性能、抗靜電和耐洗滌性能的影響,選擇m(PM)∶m(DMT)為3∶10較理想.2.3ph值對抗靜電整理性能的影響在合成工藝中,PM的加入量對產(chǎn)品的pH值有較大的影響,而pH值的高低又會對后整理產(chǎn)生一定的影響.因為在高溫焙烘下,滌綸會發(fā)生酸解,使織物強力下降.因此,在抗靜電整理時應(yīng)考慮調(diào)節(jié)抗靜電整理粘液的pH值.可用三乙醇胺作為縛酸劑調(diào)節(jié)pH值,還能增加吸濕能力,提高抗靜電效果.從表3看出,TEA用量的增加,pH值變大,強力上升,抗靜電性能有所提高;用量再增加時,強力增加不多,抗靜電性能提高亦較少.因此,TEA用量以工作液的pH值中性為宜.2.4焙烘時間和溫度從表4數(shù)據(jù)可以看出,隨著溫度和時間的增加,織物抗靜電效果有所增強;但當(dāng)溫度超180℃以后,比電阻下降幅度減緩.說明了聚酯鏈段和滌綸大分子的共結(jié)晶速率、共結(jié)晶程度和溫度有關(guān),它們成正態(tài)分布并且結(jié)晶溫度處于熔點和玻璃化溫度之間.在此溫度范圍內(nèi),有一個最佳溫度,使結(jié)晶率和共結(jié)晶程度達(dá)到最大值.因此,最佳焙烘時間和溫度分別為2min和180℃.2.5樣品打樣和化學(xué)清洗含金屬鹽聚醚酯抗靜電劑耐洗性測定:皂洗條件肥皂粉2g/L,純堿2g/L,溫度為40℃,浴比3∶1;在CAS-D24常溫小樣打樣機上振蕩5min/次;然后用清水漂洗3次,每次2min,甩干;在80℃下烘干,大氣中放置24h后測試其性能,結(jié)果見表5.從表5看出,純PET的比電阻遠(yuǎn)大于使用抗靜電劑后PET.與PEE相比,PEEM的抗靜電效果更優(yōu)良.因為抗靜電劑中金屬離子的導(dǎo)電性提高了抗靜電效果另外,滌綸織物經(jīng)過含金屬鹽聚醚酯抗靜電劑涂層整理后,其耐洗性優(yōu)良,經(jīng)水洗20次后,其比電阻仍小于1×103pm/dmt配比對成膜性能和抗靜電性能的影響3.1隨著PM用量的增加,含金屬鹽聚醚抗靜電性能改善,但成膜性能相應(yīng)變差.綜合考慮PM/DMT配比對成膜性能和抗靜電性能的影響,PM/DMT最佳配比為3∶10.