【紡織品抗靜電整理方法及其優(yōu)缺點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究6300字（論文）】

紡織品抗靜電整理方法及其優(yōu)缺點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究摘要滌綸纖維具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，應(yīng)用廣泛，但其吸濕性較差，易產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。殼聚糖是一種堿性多糖，無(wú)毒，可生物降解具有良好的生物相容性和抗菌性。殼聚糖分子中存在大量的氨基和羥基，易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，是一種新型的多功能整理劑，在印染加工中應(yīng)用廣泛。采用殼聚糖對(duì)滌綸織物進(jìn)行抗靜電整理，研宄了殼聚糖用量、交聯(lián)劑用量、焙烘時(shí)間和焙烘溫度等對(duì)滌綸抗靜電性能的影響；通過(guò)正交試驗(yàn)確定整理工藝條件為：殼聚糖用量20%交聯(lián)劑3汾仁催化劑4g/V浴比20:1焙烘時(shí)間3砠中焙烘溫度150經(jīng)殼聚糖整理的滌綸織物，吸濕性和抗菌性均得到提高，但手感較硬。從靜電產(chǎn)生的危害談起，綜述了紡織品產(chǎn)生靜電的原因，紡織品靜電消除的機(jī)理。探討了目前紡織品抗靜電整理方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。比較了國(guó)內(nèi)外紡織品靜電性能測(cè)試評(píng)價(jià)方法。關(guān)鍵詞：滌綸織物殼聚糖抗靜電整理目錄畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1滌綸織物殼聚糖抗靜電整理 1摘要 2目錄 31 序言 42 滌綸織物殼聚糖抗靜電原理 53 試驗(yàn) 63.1 材料 63.2 儀器和設(shè)備 64 結(jié)果與討論 84.1 殼聚糖用量對(duì)滌綸抗靜電效果的影響 84.2 焙烘時(shí)間對(duì)滌綸抗靜電效果的影響 94.3 焙烘溫度對(duì)滌綸抗靜電性能的影響 95 結(jié)論 10參考文獻(xiàn) 12序言在酸性介質(zhì)中，殼聚糖分子中的氨基可吸附質(zhì)子形成一NH+將其整理到織物上，會(huì)使纖維在水中具有離子導(dǎo)電功能，使摩擦產(chǎn)生的靜電荷迅速泄漏，而且還可能產(chǎn)生電中和作用。此外，殼聚糖分子上大量存在的羥基和氨基等強(qiáng)極性基團(tuán)，使殼聚糖分子具有很高的吸濕性，可在纖維表面形成連續(xù)的水膜，為空氣中二氧化碳和纖維中存在的電解質(zhì)提供溶解場(chǎng)所，從而間接地提高了表面電導(dǎo)率。即使在低濕度環(huán)境下，殼聚糖也能顯示出高吸濕性，其吸濕率僅次于甘油，但高于聚乙二醇、山梨醇，且在水中不會(huì)過(guò)度溶脹，因而可防止因水引起的耐久性降低。本試驗(yàn)探討了殼聚糖整理工藝對(duì)滌綸織物抗靜電性能的影響，優(yōu)化了整理工藝。在合成纖維中，滌綸纖維（PET)具有各種優(yōu)良的性能，例如彈性回復(fù)性、尺寸穩(wěn)定性和可混紡性但是，滌綸纖維的吸水性和吸濕性較差。因此，通過(guò)摩擦，會(huì)產(chǎn)生靜電(天然纖維的電阻率為1C?至10w歐。厘米;滌綸纖維的電阻率小于1015歐。厘米;水的電阻率為103歐。厘米）這種靜電會(huì)造成以下情況，即電擊、紡織品整理時(shí)污染纖維、計(jì)算機(jī)之類電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)故障、材料因摩擦起火而引起爆炸、衣服和人的肌膚之間緊密粘著和其它意外事故。為了賦予滌綸纖維一種抗靜電性能，曾做過(guò)許多研究，其中包括改變滌綸纖維表面性能的研究(例如，多孔空心纖維或有不同截面的纖維）或用親水性樹(shù)脂覆蓋纖維表面的研究(例如，接枝聚合、涂層或等離子體處理）其中，可以通過(guò)使用浸乳一一烘燥一一焙烘加工方法的簡(jiǎn)便后整理，得到用親水性樹(shù)脂覆蓋的纖維表面，但這種抗靜電效果卻不耐久,另一方面，殼聚糖是1980年出現(xiàn)的一種新材料，它具有各種優(yōu)良性能，可以用于以下多種用途:農(nóng)業(yè)營(yíng)養(yǎng)品、藥物及其它殼聚糖在紡織領(lǐng)域中的各種應(yīng)用也已經(jīng)被研究，例如用它改善織物染色性、用作抗菌整理或開(kāi)發(fā)符合實(shí)際的新材料。殼聚糖即使在低相對(duì)濕度下也有高的回潮率，水中膨化程度不大，因此它能夠防止因水引起的耐久性降低通過(guò)交聯(lián)親水性材料，可以在纖維表面上形成一種不溶性的導(dǎo)電皮層，得到耐久性的抗靜電整理，所以殼聚糖似乎具有改善滌綸纖維吸水性和抗靜電性的潛力。滌綸織物殼聚糖抗靜電原理由甲殼質(zhì)在堿性條件下水解脫掉乙?；傻拿撘阴＜讱べ|(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)類似纖維素大分子，所不同的是將纖維素大分子上的每個(gè)葡萄糖基團(tuán)第二位碳原子上的羥基換成了氨基，該氨基在酸性介質(zhì)中可以吸附氫質(zhì)子形成一NH3+并將帶有一NH3+的殼聚糖結(jié)合到滌綸纖維上，就會(huì)使滌綸織物產(chǎn)生抗靜電功能.其原因一是使纖維在水中具有離子導(dǎo)電功能，使摩擦產(chǎn)生的靜電荷迅速泄露;二是當(dāng)殼聚糖分子所帶電荷與纖維表面電荷符號(hào)相反時(shí)，產(chǎn)生電性中和作用.此外殼聚糖分子上大量的羥基和氨基等強(qiáng)極性基團(tuán)的存在可使殼聚糖分子具有很高的吸濕性，在纖維表面形成連續(xù)的水膜，為空氣中二氧化碳和纖維中存在的電解質(zhì)提供了溶解場(chǎng)所，從而間接地提高了表面電導(dǎo)率.滌綸纖維結(jié)構(gòu)緊密，分子中不含反應(yīng)性基團(tuán)，需對(duì)其進(jìn)行處理才能將殼聚糖分子結(jié)合到纖維上.滌綸纖維經(jīng)堿減量整理后失重變細(xì)而獲得仿真絲綢效果，滌綸纖維在強(qiáng)堿性條件下發(fā)生部分酯鍵的水解反應(yīng)，在纖維表面形成許多凹坑，并在纖維分子上產(chǎn)生一定量的羧基.這些凹坑和羧基的存在為殼聚糖分子通過(guò)氫鍵及范德華力嵌附在滌綸纖維上并與纖維分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成共價(jià)鍵創(chuàng)造了條件，滌綸織物通過(guò)殼聚糖整理獲得永久性抗靜電效果.有資料報(bào)道，以醋酸鈉為催化劑，可催化殼聚糖與經(jīng)過(guò)堿減量處理的滌綸纖維發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合以二羧酸類化合物如酒石酸為交聯(lián)劑，可在殼聚糖膜內(nèi)分子間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。靜電（起電）是兩種物質(zhì)摩擦后，接觸面發(fā)生脫離并在其表面間發(fā)生的電子或離子的激動(dòng)能，出現(xiàn)電荷聚集而產(chǎn)生的。接觸起電、摩擦起電、變形起電以及光電和熱電效應(yīng)等都是靜電產(chǎn)生的主要原因。紡織材料產(chǎn)生靜電的主要原因是紡織材料之間的相互摩擦。大部分的紡織材料是不良導(dǎo)體，比電阻較高，在生產(chǎn)加工的過(guò)程中，難免會(huì)有摩擦、牽伸、壓縮、剝離及電場(chǎng)感應(yīng)和熱風(fēng)干燥等因素的影響而產(chǎn)生靜電。影響紡織品靜電特性的因素很多，主要有纖維的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性能、織物結(jié)構(gòu)、環(huán)境溫濕度等。毛、絲、纖維素纖維以及合成纖維的電荷載體是離子，導(dǎo)電機(jī)理為離子導(dǎo)電。研究結(jié)果表明，離子移動(dòng)與纖維結(jié)構(gòu)及其表面狀態(tài)有關(guān)，離子大部分來(lái)源于纖維高分子以外的物質(zhì)如殘留的催化劑、添加物、染料等，離子的移動(dòng)主要發(fā)生在無(wú)定形區(qū)，無(wú)定形區(qū)內(nèi)的分子聚集狀態(tài)對(duì)離子移動(dòng)度影響很大，在玻璃化溫度以上，離子移動(dòng)度急劇增大，電導(dǎo)率急劇增加，纖維吸附的水分的離子化，水分誘導(dǎo)周?chē)患兾镔|(zhì)的離子化以及對(duì)無(wú)定形區(qū)域的可塑化等，都能使電導(dǎo)率增加，也就是說(shuō)纖維內(nèi)部縫隙及表面的吸附狀態(tài)對(duì)其電導(dǎo)率影響極大。一般織物的結(jié)構(gòu)越緊密，內(nèi)聚能越高，或者織物表面平滑度越低，越易受到較強(qiáng)烈的摩擦而使溫度升高，摩擦?xí)r越易首先活化失去電子，從而帶正靜電荷。環(huán)境的相對(duì)濕度對(duì)纖維和織物的抗靜電性能影響顯著，纖維的比電阻、靜電電壓半衰期都隨著相對(duì)濕度的增高而降低。溫度對(duì)纖維和織物的影響比起相對(duì)濕度的影響要小很多。試驗(yàn)材料織物滌綸織物[東麗酒伊織染（南通）有限公司。藥品殼聚糖（食品級(jí)，分子量約20萬(wàn)，脫乙酰度85%左右，南通生物工程研究所有限公司）、丙二酸（化學(xué)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）冰醋酸（分析純，汕頭市西隴化工廠）等。試樣織物(經(jīng)緯向滌綸絲為75旦；密度:經(jīng)向2103/5cm緯向1913/5cm;重量：70t5g/m2)都是白色標(biāo)準(zhǔn)滌綸織物，常用于ksk0905測(cè)試法則測(cè)試織物色牢度。殼聚糖是日本showo化學(xué)公司的一級(jí)試劑(殼聚糖濃度為0.5%，在0.5%醋酸溶液中的粘度為5~20厘泊，脫乙?；?5%~85%)其它試劑均為一級(jí)。殼聚糖的抗靜電能力高于市售普通陽(yáng)離子抗靜電劑.加與不加交聯(lián)劑和催化劑，水洗之前相差無(wú)幾.但水洗后產(chǎn)生明顯差別，加交聯(lián)劑和催化劑處理后的織物，其抗靜電耐久性明顯好.這表明經(jīng)焙烘后，加入交聯(lián)劑和催化劑的殼聚糖與聚酯分子以及殼聚糖分子之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，而且結(jié)合較為牢固。儀器和設(shè)備HH—型恒溫水浴鍋（浙江余姚市檢測(cè)儀表廠）、A2003電子天平上海精科天平廠）、YG(L)342D型靜電測(cè)試儀（山東紡科院測(cè)控設(shè)備開(kāi)發(fā)中心）DHCi-9076A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）、LFY-207自動(dòng)織物硬挺度實(shí)驗(yàn)儀（山東紡科院）、RJ350II軋染機(jī)（上海雙翼實(shí)業(yè)公司）。選用常見(jiàn)的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌作為試驗(yàn)菌種。將培養(yǎng)皿、移液管、試管等洗凈，用紙密封后在160°0烘箱中高溫滅菌2h按標(biāo)準(zhǔn)配方配制培養(yǎng)基，加熱溶解并不斷攪拌，然后將其在高溫高壓滅菌鍋中滅菌20min將培養(yǎng)基冷卻至50°Q分裝于培養(yǎng)皿，確保培養(yǎng)基覆蓋培養(yǎng)皿底部。在無(wú)菌環(huán)境中移取稀釋的細(xì)菌于培養(yǎng)基上，確保細(xì)菌覆蓋培養(yǎng)基。將整理織物剪成直徑為1?的圓形，置于細(xì)菌培養(yǎng)基上。將培養(yǎng)皿置于37°C的培養(yǎng)箱中24h然后測(cè)量抑菌圈直徑大小，以衡量抗菌效果。聚糖用量增加，織物上殼聚糖的吸附率增大。但是，殼聚糖用量越大，織物的手感越差，因此，殼聚糖用量也不宜過(guò)大。減處理在滌綸織物減量處理的初始試驗(yàn)中，KOH是堿處理用的較好堿劑。Na2CO3處理對(duì)滌綸織物重量損失產(chǎn)生的影響可以忽略不計(jì)在20°C至40C溫度范圍內(nèi)，KOH和NaOH對(duì)滌綸織物的重量損失并無(wú)顯著影響，但在50C以上時(shí)，織物的重量損失顯著增加在滌綸織物重量損失方面，KOH比NaOH更為有效因此，選擇50°C以上的KOH處理。將殼聚糖用1%HAc溶液溶解，制成0.5%的殼聚糖溶液，分別在加與不加交聯(lián)劑(酒石酸2g/L)及催化劑(醋酸鈉2g/L)2種情況下對(duì)經(jīng)堿減量處理后的滌綸織物進(jìn)行浸漬(約2min)—烘干（5C熱風(fēng)干燥)—2次浸漬烘干—3次浸漬烘干—焙烘（130C60min)—水洗(洗滌劑濃度0.5%，30C浸泡10min冷水沖洗3次)處理，測(cè)各步處理后織物的比電阻值，并與市售普通陽(yáng)離子抗靜電劑（0.5%水溶液）處理的對(duì)比，將KOH濃度變化為5%、10%、15%或20%，滌綸織物在9(0C下處理1小時(shí)，浴比1：50然后，試樣在100C下干燥30分鐘，計(jì)算出和未處理織物比較的、預(yù)處理產(chǎn)生的織物重量損失百分率。殼聚糖處理我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，殼聚糖并不溶于純水，即使放置幾天也是如此，但它卻立即溶于1%醋酸溶液中，使其離子化試樣在醋酸殼聚糖醋酸鈉溶液中處理2分鐘，然后80C干燥10分鐘，再在醋酸殼聚糖丙二酸溶液（1/1/0.2或Q4)溶液中處理2分鐘，80C干燥10分鈍試樣于120°C焙烘1小時(shí)后，再在130C下焙烘1小時(shí)。根據(jù)堿處理(預(yù)處理)后的織物重量，計(jì)算出殼聚糖處理織物的增重，得到殼聚糖的吸收百分率。洗滌按照KSK0430A2方法進(jìn)行洗滌試驗(yàn)，使用耐洗牢度試驗(yàn)儀，試樣在1%洗滌劑濃度下50C洗滌30分鐘，然后再水洗3次最后晾干和洗滌前的試樣重量進(jìn)行比較，計(jì)算出洗滌后殼聚糖處理織物的重量損失，得到因洗滌而被去除的殼聚糖百分率。計(jì)算出殼聚糖吸收百分率和其被去除百分率之間的差值，得到織物上殘留殼聚糖的百分率研究拉伸性能按照KSK0520夾樣強(qiáng)力測(cè)試法，使用英斯特朗電子強(qiáng)力機(jī)測(cè)定織物拉伸性能試樣標(biāo)準(zhǔn)尺寸為10K10cm，橫跨40mm夾緊，拉伸速度為100mm分靜電性在20C和50%相對(duì)濕度下，使用日本京都DaieiKayaKclSeiki公司的轉(zhuǎn)動(dòng)式靜電測(cè)試儀(REP-II型)進(jìn)行試驗(yàn)織物手感使用Kawabata風(fēng)格評(píng)定設(shè)備（kato技術(shù)有限公司），測(cè)定和拉伸、剪切、彎曲、表面和壓縮性能有關(guān)的織物機(jī)械性能、以及織物的厚度和重量織物的手感數(shù)值從這些數(shù)值中得到。結(jié)果與討論改變交聯(lián)劑用量，其它條件不變，整理后織物的抗靜電性能見(jiàn)殼聚糖用量1%，催化劑用量4g/L焙烘溫度160C焙烘時(shí)間3mn。殼聚糖用量對(duì)滌綸抗靜電效果的影響改變殼聚糖用量，其它條件不變，整理后織物的抗靜電性能見(jiàn)表1交聯(lián)劑用量4g/L催化劑用量4g/L焙烘溫度160工焙烘時(shí)間3min，隨著交聯(lián)劑用量增加，殼聚糖附著率變化不大，抗靜電效果變差。原因是，過(guò)多的交聯(lián)劑與殼聚糖氨基發(fā)生反應(yīng)，致使殼聚糖氨基數(shù)量減少，酸性介質(zhì)中形成的一NH+數(shù)量也相應(yīng)減少，從而使滌綸纖維的離子導(dǎo)電功能減弱，抗靜電效果減弱。殼聚糖作為滌綸織物的抗靜電整理劑抗靜電效果良好，在交聯(lián)劑、催化劑存在下經(jīng)130C焙烘1h左右可獲得較為耐久的抗靜電效果.在抗靜電整理的各種手段中，殼聚糖整理不失為一種良好的選擇。焙烘時(shí)間對(duì)滌綸抗靜電效果的影響改變焙烘時(shí)間，其它條件不變，整理后織物的抗靜電性能見(jiàn)殼聚糖用量1%，交聯(lián)劑用量4g/L催化劑用量4g/L焙烘溫度160C。焙烘溫度對(duì)滌綸抗靜電性能的影響改變焙烘溫度，其它條件不變，整理后織物的抗靜電性能見(jiàn)表4殼聚糖用量1%，交聯(lián)劑用量4g/L催化劑用量4g/L焙烘時(shí)間3min。堿處理產(chǎn)生的織物重量損失表1列出用各種濃度KOH處理的織物重量損失百分率當(dāng)滌綸織物在90C下用KOH處理1小時(shí)(浴比：150)時(shí)，其重量損失隨著堿濃度的增加而增大表1根據(jù)KOH濃度產(chǎn)生的織物重量損失變化。第二次干燥后織物的殼聚糖吸收百分率殼聚糖的吸收量和堿處理產(chǎn)生的織物重量損失之間沒(méi)有明顯關(guān)系被去除的殼聚糖和殘留的殼聚糖在數(shù)量上都和堿處理造成的織物重量損失沒(méi)有任何關(guān)系。但是，洗滌后殘留殼聚糖的存在，表示這種處理具有耐久1性因?yàn)槲鼭竦臍ぞ厶潜仨毢投峤宦?lián)，在織物上形成一種不溶性的覆蓋物，這種耐久性能對(duì)抗靜電整理的穩(wěn)定性是需要的。堿處理水解滌綸纖維后，使纖維上產(chǎn)生羧基這些羧基和殼聚糖上的氨基反應(yīng)，用醋酸鈉催化劑進(jìn)行交聯(lián)。但是，殼聚糖的吸收、去除以及殘留，在數(shù)量上都和堿處理產(chǎn)生的織物重量損失無(wú)關(guān)滌綸纖維上每個(gè)聚合物的末端羧基參予了交聯(lián)，產(chǎn)生上述的耐久性。所得的結(jié)果表。拉伸性能焙烘前殼聚糖處理的滌綸織物拉伸強(qiáng)度比未處理的常規(guī)滌綸織物低得多。實(shí)際上，滌綸織物的拉伸強(qiáng)度是隨著堿處理造成的織物損失重量的增大而降低的但是，焙烘后，殼聚糖處理的滌綸織物拉伸強(qiáng)度卻比常規(guī)織物更高這種效果是由被交聯(lián)的殼聚糖成分造成的，除掉滌綸織物因堿處理產(chǎn)生大的重量損失外，通過(guò)交聯(lián)殼聚糖來(lái)增加織物拉伸強(qiáng)度是不足以彌補(bǔ)堿處理造成的織物拉伸強(qiáng)度的降低的。殼聚糖處理可將滌綸纖維的靜電壓降到500V以下，為未處理的織物的1/10因此，用殼聚糖對(duì)滌綸織物進(jìn)行抗靜電整理是非常有效的。一般認(rèn)為，殼聚糖對(duì)滌綸織物的抗靜電整理是隨著整理劑上的親水性成分而變化的，但是殼聚糖處理后，滌綸織物所得的抗靜電性能似乎高于殼聚糖的親水性功能。這種處理還可將導(dǎo)電性賦予滌綸織物。滌綸織物用殼聚糖處理的抗靜電整理，其主要反應(yīng)是丙二酸的反應(yīng)，形成共軛雙鍵這種共軛雙鍵可以將導(dǎo)電性能賦予滌綸織物而且，反應(yīng)催化劑中的鈉離子和殼聚糖中的相鄰氨基可起到摻雜劑的作用，焙烘和洗滌前的滌綸織物靜電壓比焙烘和洗滌后的織物低這種情況是滌綸物上丙二酸殼聚糖聚合物被洗滌去除的結(jié)果雖然這些覆蓋聚合物缺乏耐久性，但它們的抗靜電性是有用的。結(jié)論隨著環(huán)保要求的日益提高，我國(guó)對(duì)資源極其豐富、應(yīng)用前景非常廣闊的甲殼質(zhì)類動(dòng)物多糖的研究又重新活躍起來(lái)，尤其是對(duì)具有抗菌消炎、促進(jìn)傷口愈合功能的甲殼質(zhì)纖維的研制與臨床應(yīng)用、印染污水處理、織物抗菌防臭整理、染色增深整理、織物透氣整理等各有建樹(shù).本試驗(yàn)對(duì)殼聚糖用于滌綸織物抗靜電整理進(jìn)行了研究。影響滌綸織物抗靜電效果的主要因素是殼聚糖用量、交聯(lián)劑用量和焙烘溫度。滌綸織物的殼聚糖抗靜電整理工藝為：殼聚糖用量2.0%交聯(lián)劑用量3g/L催化劑用量4g/L焙烘時(shí)間3min焙烘溫度150°C，浴比20:1，滌綸織物經(jīng)殼聚糖整理后具有較好的吸濕性和抗菌性，但手感較硬。

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