腈纶仿羊绒纱线的抗静电整理及其针织物的性能研究

孙淑娟 蒋苏斌 杜平凡

摘 要：采用KF-480非离子型与JYK-ANS阳离子型两种不同的抗静电剂分别对腈纶仿羊绒纱线进行功能整理。将纱线织成针织物后，通过测试织物的静电压峰值及半衰期，比较两种抗静电剂的抗静电效果，并研究了JYK-ANS阳离子型抗静电剂的最佳工艺参数。结果表明：KF-480非离子型抗静电剂适合一次性的抗静电整理；而JYK-ANS阳离子型抗静电剂的抗静电效果和耐久性均较好，并且，该抗静电剂对腈纶仿羊绒纱线进行整理的最佳工艺参数为：抗静电剂质量浓度30 g/L、烘燥温度90 ℃、烘燥时间5 min。

关键词：抗静电整理；腈纶仿羊绒纱线；针织物；静电压峰值；半衰期

中图分类号：TS195.57

文献标志码：A

文章编号：1009-265X（2018）06-0047-04

Abstract：The cashmere-like acrylic yarns were finished with KF-480 non-ionic antistatic agent and JYK-ANS cationic antistatic agent， respectively. Then the electrostatic peak value and half period of their knitted fabrics were tested. The antistatic performance of two kinds of antistatic agents was compared， and the optimum processing parameters of JYK-ANS cationic antistatic agent were investigated. The experimental result showed that KF-480 non-ionic antistatic agent is suitable for one-off antistatic finishing. By contrast， JYK-ANS cationic antistatic agent has better antistatic effect and durability than the former. The best parameters of JYK-ANS are as following： concentration 30 g/L， baking temperature 90 ℃， and baking time 5 min.

Key words：antistatic finishing； cashmere-like acrylic yarn； knitted fabric； electrostatic peak value； half period

羊絨集纤细、轻薄、柔软、滑糯、保暖于一身，是高档的纤维原料，但价格昂贵、难于保养。腈纶仿羊绒纱线在一定程度上可作为羊绒纱线的替代品，但腈纶作为合成纤维的品种之一，同样存在着吸湿性差、易积聚电荷的缺点。据谭家皓等[1]研究，山羊绒的质量比电阻为6.94 GΩ·g/cm2，而腈纶仿羊绒的质量比电阻为28.13 GΩ·g/cm2，说明仿羊绒导电能力较差，在生产过程中容易产生静电。改善腈纶仿羊绒纱线的抗静电性能有利于使其更接近羊绒的特性，从而提高产品附加值。

腈纶的抗静电改性方法，主要有共混、共聚、接枝亲水基团，导电纤维的混纺，抗静电剂表面整理[2-7]等。其中，共聚、共混、接枝亲水基团的抗静电方法均较为复杂，而混纺金属导电纤维的方法对织物的服用性能有较大影响，且成本较高[8]。本文采用抗静电剂后整理的方法对腈纶仿羊绒纱线进行抗静电处理，通过浸渍、脱水、烘燥等步骤赋予其抗静电功能。

1 实 验

1.1 实验材料及仪器

实验材料：36 tex×2腈纶仿羊绒纱线（山东盛和纺织股份有限公司），SSA亲水氨基硅油柔软剂（杭州科峰有机硅有限公司），KF-480非离子型抗静电剂（杭州科峰有机硅有限公司），JYK-ANS阳离子型抗静电剂（上海洁宜康化工科技有限公司），SDC中性洗涤剂（杭州希力康化工有限公司），纯碱（山东海化股份有限公司）。

实验仪器：YG086C缕纱测长机（南通宏大实验仪器有限公司），GSJX-HF-42型手摇横机（常熟市国盛针织机械厂），Y802N八篮恒温烘箱（常熟市第一纺织设备有限公司），YG342D型静电测试仪（山东纺织研究院），SW-24E耐洗色牢度试验机（温州大荣纺织仪器有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 抗静电剂整理

先按1∶10的浴比配制抗静电剂工作液，并在其中添加2 g/L的柔软剂；再将腈纶仿羊绒纱线置于工作液中，浸渍30 min；接着对纱线进行脱水干燥，脱水时间为2～3 min，控制带液率为30%；最后在一定烘燥温度下对纱线进行烘燥处理。

1.2.2 针织样片织制

将经过抗静电剂整理后的36 tex×2腈纶仿羊绒纱线在12针（机号为12针/英寸）手摇横机上织成双罗纹针织样片。

1.2.3 洗涤程序

抗静电织物按照GB/T 8629—2001《纺织品实验用家庭洗涤和干燥程序》7A程序进行洗涤。洗涤在SW-24E耐洗色牢度实验机中进行，浴比为1∶30，SDC质量浓度为2 g/L，纯碱质量浓度为2 g/L，洗涤3 min，冲洗6 min，脱水1 min，再冲洗2 min，脱水5 min。

1.2.4 不同抗静电剂的抗静电效果实验（单因子实验）

单因子实验中，抗静电剂质量浓度、烘燥温度、烘燥时间均保持相同，仅改变抗静电剂类型，对腈纶仿羊绒纱线进行抗静电整理，具体参数见表1。并且，将不同抗静电剂整理后的双罗纹针织物按1.2.3中的洗涤程序洗涤1次。

实验组别说明见表2。

1.2.5 JYK-ANS抗静电剂最佳工艺参数实验（正交实验）

抗静电剂质量浓度、烘燥温度、烘燥时间均会对抗静电剂的抗静电效果产生一定的影响。一般来说，考察3种因子对于实验结果的影响，需进行全面实验，即3×3×3=27次实验，实验过程过于繁琐；而采用正交实验的实验方案，则可选取具有代表性的试验参数组合进行实验，从而确定其JYK-ANS抗静电剂的最佳工艺参数。本实验采用L9（34）正交表，针对抗静电剂质量浓度、烘燥温度、烘燥时间这3个因素设置一定梯度的3水平，实验参数见表3，具体实验步骤见1.2.1及1.2.2。

1.2.6 JYK-ANS抗静电剂耐久性实验

采用正交实验中的最佳工艺参数（抗静电剂质量浓度、烘燥温度、烘燥时间），将抗静电整理后的双罗纹针织物洗涤1、3、5次。

1.2.7 抗静电性能测试

针织物样片的抗静电性能按照GB/T 12703.1—2008《纺织品静电性能的评定第1部分：静电压半衰期》进行测定。

2 结果与讨论

2.1 不同抗静电剂的抗静电效果（单因子实验）分析

根据表2的实验组别说明进行实验，其结果见图1。

比较未处理的腈纶仿羊绒纱线与处理后（水洗前）的腈纶仿羊绒纱线可知：当纱线用抗静电剂处理后，静电压峰值下降、半衰期减小，其抗静电性能得到明显的增强，并且，KF-480非离子型抗静电剂和JYK-ANS阳离子型抗静电剂均能达到较好的抗静电效果。

比较KF-480非离子型抗静电剂和JYK-ANS阳离子型抗静电剂两种不同抗静电剂处理后的腈纶仿羊绒纱线可知：在水洗前，两者的抗静电作用相差不大，均可用于仿羊绒纱线的抗静电处理，提高其抗静电性能；水洗后，两者赋予的抗静电效果均有所下降，但KF-480非离子型抗静电剂的性能下降幅度远高于JYK-ANS阳离子型抗静电剂，尤其是半衰期这一指标。其原因在于KF-480非离子型抗静电剂的作用机理更多依赖于在纤维和纱线表面形成薄膜，减少静电荷的产生，水洗后，薄膜易受到破坏而导致性能下降；而JYK-ANS阳离子型抗静电剂的作用机理在于在纤维和纱线表面形成定向吸附，亲油基团朝向纤维，亲水基团朝向空气，加快电荷的散失，水洗后仍具有一定的抗静电效果。

因此，KF-480非离子型抗静电剂的耐久性较差，只能用于一次性的抗静电整理；与之对比，JYK-ANS阳离子型抗静电剂的抗静电效果及耐久性均较好。

2.2 JYK-ANS抗静电剂最佳工艺参数（正交实验）分析

实验数据的方差分析见表4。

由表4可知，烘燥时间的均方值小于实验的偶然误差，故认为烘燥时间对织物抗静电性能的影响微乎其微，将烘燥时间的相关数值计入实验误差中，具体数值如表4中括号所示。此外，据此将该正交实验定义为二因素四自由度。通过查阅F值表可知，F0.01（2，4）=18.0，F0.05（2，4）=6.94。当影响因素的F值大于F0.05（2，4）时，该因素对结果存在显著性影响，当F值大于F0.05（2，4），该因素与结果存在较弱的联系。因此，由表4中的F值可知，抗静电剂浓度对织物的抗静电效果具有显著性影响，而烘燥温度对织物的抗静电效果只存在较小程度的影响。

此外，表4中的数据表明，抗静电剂质量浓度为40 g/L时，织物的抗静电效果最好。但处于经济效益的考虑，并不选择抗静电效果最好的质量浓度数值，而选择边际效应的“转折点”。经济学上的边际效应是指当其他投入固定不变时，连续地增加某一种投入，每单位所增加的收益反而会减少。由此来看，抗静电剂质量浓度由30 g/L增加到40 g/L时，织物的抗静电性能增加程度并不如抗静电剂质量浓度由20 g/L增加到30 g/L，因而，将抗静电剂的最佳质量浓度参数定为30 g/L。而关于烘燥温度的选择，以温度为90 ℃时的抗静電效果为最佳。此外，出于降低能耗的考虑，将烘燥时间定为较短的5 min。

综上分析认为，用JYK-ANS阳离子型抗静电剂对腈纶仿羊绒纱线进行抗静电整理的最佳工艺参数为抗静电剂质量浓度30 g/L，烘燥温度90 ℃，烘燥时间5 min。

2.3 JYK-ANS阳离子型抗静电剂的耐久性分析

经过若干次洗涤后，织物的抗静电性能变化如图2所示。

织物经洗涤后，其抗静电性能有所下降，尤其是1次洗涤与未洗涤织物相比以及5次洗涤与3次洗涤相比。织物经1次洗涤后，其静电压峰值显著上升，其抗静电性能下降明显。而织物经5次洗涤与经3次洗涤相比，半衰期的变化较大。据GB/T12703.1—2008《纺织品静电性能的评定第1部分：静电压半衰期》的规定，将半衰期在2.0 s以内的抗静电织物定为A级，半衰期在2.0～5.0 s之内的抗静电织物定为B级，半衰期在15 s以上的抗静电织物定为C级。进行3次及3次以下的洗涤时，腈纶仿羊绒纱线制成织物的抗静电性能均能定级为A级，而洗涤5次后的织物仅能评定为B级。据此认为，该织物的抗静电耐久性为5次洗涤，具有一定的耐久性。

3 结 论

a） KF-480非离子型抗静电剂和JYK-ANS阳离子型抗静电剂均能使腈纶仿羊绒纱线达到较好的抗静电效果，但KF-480非离子型抗静电剂的耐久性不如JYK-ANS阳离子型抗静电剂。

b） JYK-ANS阳离子型抗静电剂整理的最佳工艺为：抗静电剂质量浓度30 g/L、烘燥温度90 ℃、烘燥时间5 min。

参考文献：

[1] 谭家皓，牛家嵘，李凤艳.仿羊绒腈纶短纤维性能的研究[J].合成纤维工业，2012，35（5）：34-37.

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