新型抗靜電劑的制備及其在滌綸織物整理中的應用

王瑞謙，卜義夫，劉思樂，李樹森，劉振業，鄧浩楠

（沈陽科技學院化學工程系，遼寧沈陽 110167）

滌綸是一種重要的合成纖維，具有彈性高［1］、耐熱性好［2］、強度高［3］等優點，被廣泛用于服飾、裝飾、紡織等領域［4］。由于滌綸是由聚對苯二甲酸乙二醇酯單體構成的高分子化合物，只有分子末端含有羥基，導致滌綸織物的親水性較差，在日常生活中常會因為摩擦而產生靜電，隨著電荷的積累［5］，滌綸織物的舒適性變差。為了消除滌綸織物靜電的產生，滌綸織物常會使用抗靜電劑進行整理［6］，但目前市售的抗靜電劑多為直鏈結構，存在耐洗性能較差且抗靜電效果分布不均等缺點。

本研究將合成的EA-1 抗靜電劑應用于滌綸織物整理，并對整理滌綸織物的耐水洗性能、抗靜電性能、拉伸性能等進行了考察。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

試劑：己二酸、三乙醇胺、甲苯磺酸、N,N-二甲基乙酰胺、氯乙酸鈉、溴化鉀（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）。

儀器：IRAffinity-1 型傅里葉紅外光譜儀（日本島津公司），Teneo 型掃描電子顯微鏡（美國FEI 公司），Welas 型粒徑分析儀（德國Palas 公司），YG001B 型力學測試儀（武漢國量儀器有限公司）。

1.2 抗靜電劑的合成

將5.0 g 己二酸、5.0 g 三乙醇胺加入三口燒瓶中，加熱至100 ℃，磁力攪拌，待固體粉末全部溶解后，加入0.05 g 甲苯磺酸，升溫至120 ℃，加熱3 h，制得己二酸三乙酸胺酯（EA）。

以N,N-二甲基乙酰胺為溶劑，向己二酸三乙酸胺酯中加入4.0 g 氯乙酸鈉，80 ℃加熱8 h，直到溶劑全部蒸發，制得EA-1抗靜電劑。

1.3 抗靜電劑整理工藝

配方：EA-1用量20 g/L，浴比30∶1。

工藝流程：浸泡EA-1（40 min）→預烘（15 min，100 ℃）→焙烘（2 min，150 ℃）→靜置24 h（相對濕度50%，30 ℃）→水洗。

抗靜電劑整理工藝流程如下所示：

1.4 測試

1.4.1 FT-IR

采用傅里葉紅外光譜儀對EA-1 抗靜電劑的基團進行表征。

1.4.2 粒徑及其分布

采用粒徑分析儀對EA-1 抗靜電劑的粒徑及其分布進行分析。

1.4.3 SEM

采用掃描電子顯微鏡對整理前后滌綸織物的表面形貌進行表征。

1.4.4 耐水洗性能

參照GB/T 8629—2017《紡織品試驗用家庭洗滌和干燥程序》進行測試。

1.4.5 抗靜電性能

參照GB/T 12703.1—2021《紡織品 靜電性能試驗方法第1部分：電暈充電法》進行測試。

1.4.6 拉伸性能

參照GB/T 3923.1—2013《紡織品織物拉伸性能第1 部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》進行測試。

1.4.7 白度

參照GB/T 8424.2—2001《紡織品色牢度試驗相對白度的儀器評定方法》進行測試。

1.4.8 表觀深度（K/S值）

采用分光測色儀對滌綸織物的K/S值進行測定，測試條件為D65光源、10°視野。

2 結果與討論

2.1 抗靜電劑的FT-IR

由圖1 可以看出，EA 在3 420 cm-1處的伸縮振動峰為—OH 振動引起，2 945 cm-1處對應—CH2—的伸縮振動，1 725 cm-1處對應了酯羰基C O 的伸縮振動，1 240 cm-1處對應了C—O—C 的伸縮振動，1 180 cm-1處對應了—O—CH2的伸縮振動，證明成功合成了EA；與EA 相比，EA-1 抗靜電劑在925 cm-1處出現了一個新的振動峰，對應三甲基季銨鹽的伸縮振動，證明成功合成了EA-1抗靜電劑。

2.2 抗靜電劑的粒徑及其分布

由圖2 可知，EA-1 抗靜電劑的粒徑主要分布在10～120 nm，40.25 nm 處粒徑分布最多，表明EA-1 抗靜電劑的粒徑分布均勻。粒徑的大小直接影響EA-1抗靜電劑對滌綸織物的整理效果，粒徑較大，會導致黏度增大，容易形成凝膠，影響抗靜電劑的穩定性。

2.3 織物的SEM

由圖3 可以看出，經過EA-1 抗靜電劑整理后，滌綸織物表面形成了一層均勻的導電薄膜，提高了滌綸織物的抗靜電性能。

2.4 織物抗靜電性能的耐水洗性能

整理滌綸織物抗靜電性能的耐水洗性能見表1。

表1 整理滌綸織物抗靜電性能的耐水洗性能

由表1 可以看出，隨著滌綸織物洗滌次數的增加，峰值電壓和半衰期變化不大，這說明多次洗滌對使用EA-1 抗靜電劑整理滌綸織物的抗靜電性能影響不大，EA-1 抗靜電劑在滌綸纖維表面附著較為均勻，這與SEM 結果是一致的。原因是隨著洗滌次數的增加，滌綸織物有一定的收縮，使得導電薄膜的附著更加均勻。

2.5 織物的拉伸性能、白度及K/S值

由表2 可以看出，與未經過整理的滌綸織物相比，整理滌綸織物經向和緯向的斷裂強力都有所提高，但整體變化不大，這說明EA-1 抗靜電劑整理對滌綸織物的拉伸性能影響較小。原因是焙烘后滌綸織物的結晶度增大，使滌綸織物的拉伸性能提升。EA-1 抗靜電劑整理滌綸織物的白度稍有下降，但變化不大。原因是在焙烘過程中，EA-1 不斷向滌綸織物表面遷移，導致滌綸織物的白度下降。EA-1 抗靜電劑整理滌綸織物的K/S值降低，但變化不大。綜上所述，EA-1抗靜電劑對滌綸織物的影響較小。

表2 整理前后滌綸織物的斷裂強力、白度及K/S值

3 結論

（1）所合成的EA-1抗靜電劑粒徑均勻，較穩定。

（2）將EA-1 應用于滌綸織物的整理，在滌綸織物表面形成了一層導電均勻薄膜。

（3）與未整理滌綸織物相比，EA-1 抗靜電劑整理滌綸織物的拉伸性能、白度、K/S值變化并不大。

（4）EA-1 抗靜電劑整理滌綸織物經多次洗滌后抗靜電性能變化不大。