添加碳納米管對滌綸染色及服用性能的影響

李春燕

(廣州廣檢紡織服裝服飾檢測研究院有限公司,廣東 廣州510000)

滌綸纖維強力高、彈性大、耐磨性好,又具有價格優(yōu)勢,因此成為應用廣泛的紡織面料,但滌綸纖維不易吸水,容易產生靜電,影響其在服裝面料中的使用；隨著生活水平的提高,人們對服裝的功能性有一定要求,戶外運動的服裝更需有防紫外功能。本文旨在研究滌綸織物在染色過程中引入碳納米管添加劑后對滌綸織物防紫外性能和抗靜電性能的影響,并測試滌綸染色織物色牢度的變化情況,優(yōu)化滌綸織物引入碳納米管添加劑的染色工藝及配方。

1 試驗部分

1.1 材料、試劑和儀器

織物：本白梭織布(市售)。

試劑：氫氧化鈉、冰醋酸、無水碳酸鈉、氯化鈉(分析純,廣州化學試劑廠),羧基化高純多壁碳納米管5(市售,北京博宇高科新材料技術有限公司),高溫勻染劑、精煉滲透劑(市售,塑邦塑化有限公司),分散黑、滲透劑K-9、特效柔軟劑MR-7(市售,福州金迪紡織化工有限公司),L-組氨酸鹽酸鹽(市售,上海伊卡生物技術有限公司)。

儀器：HS-B24高溫染色機(鶴山精湛染整設備廠有限公司),FA1004電子天平(上海舜宇恒平科技有限公司),Y5/11染色摩擦色牢度儀(溫州方圓儀器有限公司),UF110PLUS汗?jié)n色牢度烘箱(德國 Memmert),CARY50紡織品紫外性能測試儀(美國Varian),YG(B)342E織物感應式靜電測定儀(溫州大榮紡織儀器有限公司),CAC120標準光源箱(英國Veri V-ide)。

1.2 試驗工藝

滌綸用分散染料高溫高壓染色法,根據(jù)分散染料的特性,試驗的染色溫度選為130℃[1]。

1.2.1 染色工藝[2-3]

滌綸織物引入碳納米管添加劑的染色工藝處方如表1所示,浴比為1∶40,p H值為4.8～5.4。

表1 染色工藝處方

工藝流程：室溫入染→升溫(2℃/min)→保溫(130℃,40 min)→冷卻(2℃/min)→取樣→水洗。

1.2.2 清洗工藝

工藝處方

氫氧化鈉/g·L-11

保險粉/g·L-13

浴 比 1∶25

工藝流程：放樣(室溫)→加熱(3℃/min)→保溫(85℃,20 min)→冷卻(2℃/min)→取樣→水洗[4-5]。

1.3 性能測試

1.3.1 耐洗色牢度

按照GB/T 3921.1—2008《紡織品 色牢度試驗 耐洗色牢度》測定。

1.3.2 耐摩擦色牢度

按照GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》測定。

1.3.3 耐汗?jié)n色牢度

按照GB/T 3922—2013《紡織品 色牢度試驗 耐汗?jié)n色牢度》測定。

1.3.4 防紫外線性能

按照AATCC 183-2014《紫外輻射通過織物的透過或阻擋性能測定》測試,按照AST M D 6603-2012《美國防紫外線織物標簽的標準指南》,UPF值介于15和24之間的,應在標簽上注明具有良好的防紫外線；UPF值介于25和39之間的,應在標簽上注明具有非常好的防紫外線；UPF值大于或等于40的,應在標簽上注明具有優(yōu)異的防紫外線。

1.3.5 防靜電性能

按照GB/T 12703.1—2008《紡織品 靜電性能的評定 第一部分：靜電壓半衰期》測定。

2 結果與討論

2.1 碳納米管的添加對滌綸織物染色性能的影響

按照表1所示的滌綸織物引入碳納米管添加劑的染色工藝處方和染色工藝流程進行染色試驗,并測試各項色牢度,結果如表2所示。

表2 染色牢度測試結果

由表2可知,當其他條件相同時,加入碳納米管后所染得試樣的耐洗色牢度、耐汗?jié)n色牢度(酸/堿)變化不大,但摩擦色牢度會有較大波動,且大多數(shù)情況下摩擦色牢度都會變差。加入碳納米管后,摩擦色牢度受影響最小的為2#試樣,由此優(yōu)化出添加碳納米管的染色工藝為浴比1∶40,p H值為4.8～5.4,分散黑3%(omf),碳納米管0.1 g/L,勻染劑1 g/L,滲透劑1 g/L。

2.2 碳納米管的添加對滌綸織物防紫外線性能的影響

按照表1所示的滌綸織物引入碳納米管添加劑的染色工藝處方和染色工藝流程進行染色試驗,染色織物按照AATCC 183-2014《紫外輻射通過織物的透過或阻擋性能測定》進行紫外性能測試,結果見表3。

按照AST M D 6603-2012《美國防紫外線織物標簽的標準指南》UPF值介于15和24之間的,應在標簽上注明具有良好的防紫外線；UPF值介于25和39之間的,應在標簽上注明具有非常好的防紫外線；UPF值大于或等于40的,應在標簽上注明具有優(yōu)異的防紫外線。由表3中的1#、2#試樣和3#至8#試樣對比可知,勻染劑和滲透劑的加入會降低滌綸染色織物的防紫外性能,但通過不添加和添加碳納米管添加劑對比試驗可看出,添加碳納米管后的滌綸染色織物的防紫外性能均有所上升,具有較好的防紫外線性能。

表3 紫外性能測試結果

2.3 碳納米管的添加對滌綸織物靜電性能的影響

按照表1所示的滌綸織物引入碳納米管添加劑的染色工藝處方和染色工藝流程進行染色試驗,染色織物按照GB/T 12703.1—2008《紡織品 靜電性能的評定 第一部分：靜電壓半衰期》進行抗靜電性能測試,結果見表4。

表4 靜電性能測試結果(半衰期)

由表4可以看出,加入了碳納米管后的滌綸染色織物抗靜電性能有明顯改善。

3 結語

(1)在滌綸染色工藝中加入碳納米管添加劑后明顯改善滌綸織物的抗靜電效果,一定程度上提升了滌綸織物的防紫外性能。

(2)加入碳納米管助劑后的滌綸染色織物摩擦色牢度有所下降,如何能進一步改善這個問題仍需進一步的研究,以期能提高織物的抗紫外性能和防靜電性能的持久穩(wěn)定性。

隨著人們對穿著要求的不斷提高,對服飾面料的功能性,如便利性(易洗、快干、不掉色、免燙、防縮水等)、舒適性(柔軟適體、吸濕排汗、親膚透氣)、防護和保健性(抗紫外線、抗菌、抗靜電、防臭、防蟲)等提出了更高的要求,因此碳納米管用于改善滌綸織物抗靜電和防紫外的應用前景十分可觀。