一种基于接枝聚合的涤纶织物抗静电整理方法与流程

1.本发明涉及一种基于接枝聚合的涤纶织物抗静电整理方法，属于功能整理技术领域。


背景技术：

2.涤纶具有较强的纤维强度，手感滑爽，且具有优良的保型效果，因此也大量用于窗帘、幕布、床上用品等家纺领域。但另一方面，由于涤纶纤维缺少亲水性基团，使得涤纶吸湿性差，易产生静电且难以逸散，因此实际应用中涤纶较易产生静电，不同程度上影响了涤纶织物的实际应用效果。因此，为了拓展涤纶织物服装舒适性和应用范围，有必要进行抗静电整理加工。
3.涤纶织物常用的抗静电整理的方法包括二种。第一种是碱减量法，主要是采用化学碱法进行涤纶处理，通过烧碱水解涤纶纤维表面部分酯键，增加纤维表面亲水性基团数，该方法对提高涤纶织物抗静电效果有一定的作用，但为获得较多亲水性的羧基和羟基，烧碱处理中易因酯键过度水解造成较大的纤维强力损伤。第二种是借助于抗静电整理剂整理法，即采用无机电解质、阴离子或阳离子表面活性剂为整理剂，通过浸渍或浸轧焙烘的方法进行整理，其抗静电效果较好，但由于涤纶表面反应性基团数量较少，整理剂难以与纤维形成较牢度的结合力，导致抗静电整理后多数耐洗性较差，整理效果不持久。因此，如何通过优化抗静电整理工艺，在满足减少对纤维损伤的同时，获得涤纶织物持久抗静电效果是探究的重点。
4.丝胶来源于桑蚕丝纤维的外层结构，包裹在丝素组分表面，属于桑蚕丝脱胶副产物。丝胶蛋白分子中极性氨基酸较多，包括含酚羟基的酪氨酸、含醇羟基的丝氨酸、含羧基的谷氨酸等。丝胶大分子链侧基上的羟基、羧基和分子链端基上氨基、羧基等，赋予丝胶较高的亲水性，使得丝胶可用作抗静电剂，用于包括涤纶织物在内的纤维抗静电整理。作为抗静电整理剂，如何实现丝胶与涤纶纤维等合成纤维牢度结合，这是丝胶类抗静电整理剂应用中亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.【技术问题】本发明要解决的技术问题是：一种基于接枝聚合的涤纶织物抗静电整理方法，赋予面料持久耐洗的抗静电效果。
6.【技术方案】针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于接枝聚合的涤纶织物抗静电整理方法，通过对涤纶纤维表面先后进行酯键水解、接枝酚羟基改性，提高涤纶纤维表面的反应性；在此基础上，借助于芬顿体系，催化涤纶上酚羟基与丝胶分子中酪氨酸发生接枝聚合，在涤纶纤维表面形成丝胶分子层，赋予涤纶面料持久耐洗的抗静电效果。
7.本发明的第一个目的是提供一种基于接枝聚合的涤纶织物抗静电整理方法，所述
方法是首先对涤纶表面进行酯键水解预处理，并在其表面接枝酚羟基，得到改性涤纶织物；然后，借助于芬顿体系的催化氧化作用，在涤纶纤维表面通过接枝聚合形成丝胶分子层；最后，经水洗和干燥后得到持久抗静电的涤纶织物。
8.在本发明的一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：（1）涤纶织物预处理：以烧碱进行涤纶织物预处理，使涤纶纤维大分子酯键水解生成羧基；（2）涤纶接枝酚羟基：经步骤（1）处理后的涤纶织物水洗后再接枝酚羟基；（3）催化接枝丝胶分子：以芬顿体系催化经步骤（2）处理后的涤纶织物接枝丝胶；（4）水洗和干燥处理：经步骤（3）处理后涤纶织物室温水洗后干燥。
9.在本发明的一种实施方式中，所述步骤1中的涤纶织物预处理工艺处方及条件：烧碱 0.5~1 g/l，十二烷基二甲基苄基氯化铵 0.25~0.5 g/l，温度80~90℃，时间0.5~1 h。
10.在本发明的一种实施方式中，所述步骤2中的涤纶接枝酚羟基工艺处方及条件：酪胺 5~10 g/l，1
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乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐 2.5~5 g/l，n
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羟基琥珀酰亚胺 3~6 g/l，反应条件为ph 5~6，温度25~30℃，时间6~12 h。
11.在本发明的一种实施方式中，所述步骤3中的芬顿体系由氯化亚铁和双氧水组成，能催化氧化酚羟基产生自由基，并形成相互聚合。
12.在本发明的一种实施方式中，所述步骤3中的催化接枝丝胶分子工艺处方及条件：丝胶15~30 g/l，氯化亚铁 2.5~5 g/l，双氧水2~4 g/l，温度30~40℃，ph范围5.5~7，时间1~2 h。
13.在本发明的一种实施方式中，所述步骤4中的水洗和干燥处理：水洗温度20~30℃，时间5~10 min。
14.本发明的第二个目的是提供一种应用上述方法制备的抗静电整理涤纶织物。
15.本发明的第三个目的是提供一种含有上述涤纶织物的纺织品。
16.在本发明的一种实施方式中，所述纺织品包括涤纶机织物、针织物、毯类织物、服装、服装饰品、家用纺织品或特殊工作服中的任意一种。
17.本发明的有益效果：本发明首先通过对涤纶表面进行酯键水解预处理，并在其表面接枝酚羟基，得到改性涤纶织物；然后借助于芬顿体系的催化氧化作用，在涤纶纤维表面通过接枝聚合形成丝胶分子层；最后经水洗和干燥后得到持久抗静电的涤纶织物。与仅通过酯键水解或浸轧丝胶溶液等传统抗静电整理方法相比，本发明述及的方法具有如下优点：（1）整理效果持久。本发明首先制备了含酚羟基涤纶纤维，再催化涤纶上酚羟基与丝胶中酪氨酸的酚羟基聚合，实现涤纶以共价键方式连接丝胶，具有结合牢度高，整理效果持久的特点。
18.（2）纤维损伤小。采用淡碱进行涤纶织物预处理，处理过程中纤维损伤较小，结合催化接枝聚合形成丝胶分子层后，涤纶织物强力较未处理样无明显变化。
19.（3）生产能耗低。在低温条件下，采用芬顿体系催化丝胶与涤纶织物接枝聚合，较传统高温焙烘法进行抗静电整理，具有生产能耗低的优点。
具体实施方式
20.以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
21.参照gb/t12703.1
‑
2008测定不同涤纶织物的感应电压和半衰期，感应电压和半衰期数值越小，抗静电性能越好，反之抗静电性能越差；参照gb/t 3923.1
‑
1997测定涤纶织物的断裂强力；参照gb/t 19976
‑
2005测定试样顶破强力；参照gb/t 23329
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2009采用投影面积法测定悬垂系数表示涤纶织物的悬垂性，数值越小则表明悬垂性越好。
22.实施例1以本发明述及的工艺与方法步骤（1）~（4）进行涤纶机织物整理。
23.（1）涤纶织物预处理：以烧碱进行涤纶机织物预处理，使涤纶纤维大分子酯键水解生成羧基，其中，烧碱 0.5 g/l，十二烷基二甲基苄基氯化铵 0.25 g/l，80℃处理0.5 h；（2）涤纶接枝酚羟基：经步骤（1）处理后的涤纶机织物水洗后再接枝酚羟基，其中，酪胺 5 g/l，1
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乙基
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(3
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二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐 2.5 g/l，n
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羟基琥珀酰亚胺 3 g/l，在ph 5、25℃反应6 h；（3）催化接枝丝胶分子：以芬顿体系催化经步骤（2）处理后涤纶机织物接枝丝胶，其中，丝胶15 g/l，氯化亚铁 2.5 g/l，双氧水2 g/l，在30℃、ph 5.5反应1 h；（4）水洗和干燥处理：经步骤（3）处理后涤纶机织物室温水洗后干燥，其中20℃水洗5 min。
24.实施例2以本发明述及的工艺与方法步骤（1）~（4）进行涤纶针织物整理。
25.（1）涤纶织物预处理：以烧碱进行涤纶针织物预处理，使涤纶纤维大分子酯键水解生成羧基，其中，烧碱 1 g/l，十二烷基二甲基苄基氯化铵 0.5 g/l，在90℃处理1 h；（2）涤纶接枝酚羟基：经步骤（1）处理后的涤纶针织物水洗后再接枝酚羟基，其中，酪胺 10 g/l，1
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乙基
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(3
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二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐 5 g/l，n
‑
羟基琥珀酰亚胺 6 g/l，在ph 6、30℃处理12 h；（3）催化接枝丝胶分子：以芬顿体系催化经步骤（2）处理后的涤纶针织物接枝丝胶，其中，丝胶30 g/l，氯化亚铁 5 g/l，双氧水4 g/l，在40℃、ph 7处理2 h；（4）水洗和干燥处理：经步骤（3）处理后涤纶针织物室温水洗后干燥，其中，水洗温度30℃，时间10 min。
26.对比例1：将实施例1中不经过步骤（1）~（4）处理，其他条件或者参数与实施例1一致。
27.对比例2：将实施例1中不经过步骤（1）和（2）处理，其他条件或者参数与实施例1一致。
28.对比例3：将实施例1中不经过步骤（2）处理，其他条件或者参数与实施例1一致。
29.对比例4：将实施例1中不经过步骤（1）处理，其他条件或者参数与实施例1一致。
30.对比例5：将实施例2中不经过步骤（1）~（4）处理，其他条件或者参数与实施例2一致。
31.对比例6：将实施例2中不经过步骤（1）和（2）处理，其他条件或者参数与实施例2一致。
32.对比例7：将实施例2中不经过步骤（2）处理，其他条件或者参数与实施例2一致。
33.对比例8：将实施例2中不经过步骤（1）处理，其他条件或者参数与实施例2一致。
34.对实施例1~2和对比例1~8中涤纶织物测定不同温度（35℃、20℃）下的织物表面热扩散系数和透气率，同时测定经标准大气条件平衡后织物强力（机织物测定断裂强力、针织物测定顶破强力），结果见表1。
35.表1由表1可知：a. 经本发明述及的方法改性的试样（实施例1、实施例2）的感应电压较低，且半衰期较短，表明涤纶预处理和接枝酪胺有利于提升涤纶反应性，促进了芬顿体系催化中丝胶接枝和亲水性丝胶分子层形成，织物获得了较好抗静电效果；涤纶织物强力与未处理试样（对比例1、对比例5）相近；悬垂系数有增加，表明以本发明方法整理的织物悬垂性能略有下降。
36.b.未经任何处理的试样（对比例1、对比例5）的感应电压均较大，半衰期较长，表明抗静电效果较差；涤纶织物悬垂系数较低，织物悬垂性较好。
37.c. 仅经过丝胶处理的试样（对比例2、对比例6）的感应电压和半衰期与未处理样相似，原因是丝胶与涤纶织物结合能力较差所致；织物强力和悬垂性也与未处理样相近。
38.d. 仅经淡碱预处理和催化接枝丝胶、未经接枝酚羟基的试样（对比例3、对比例7）抗静电效果略有改善，其原因与淡碱处理中纤维上亲水性羧基和羟基增加相关，但由于纤维上缺少与丝胶共价键连接的基团，因此织物抗静电效果远不及本发明实施例1和2；此外，淡碱预处理后纤维有少部分受损，悬垂性与未处理样相近。
39.e. 仅经酪胺和丝胶接枝工艺处理、未经淡碱预处理的试样（对比例4、对比例8）试样抗静电效果不理想，其原因与涤纶未经酯键水解，缺少能与酪胺结合的位点相关，因此涤纶纤维反应性较弱，不利于丝胶分子层的形成，导致织物抗静电效果较差。
40.虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。