新型抗静电剂的制备及其在涤纶织物整理中的应用

王瑞谦，卜义夫，刘思乐，李树森，刘振业，邓浩楠

（沈阳科技学院化学工程系，辽宁沈阳 110167）

涤纶是一种重要的合成纤维，具有弹性高［1］、耐热性好［2］、强度高［3］等优点，被广泛用于服饰、装饰、纺织等领域［4］。由于涤纶是由聚对苯二甲酸乙二醇酯单体构成的高分子化合物，只有分子末端含有羟基，导致涤纶织物的亲水性较差，在日常生活中常会因为摩擦而产生静电，随着电荷的积累［5］，涤纶织物的舒适性变差。为了消除涤纶织物静电的产生，涤纶织物常会使用抗静电剂进行整理［6］，但目前市售的抗静电剂多为直链结构，存在耐洗性能较差且抗静电效果分布不均等缺点。

本研究将合成的EA-1 抗静电剂应用于涤纶织物整理，并对整理涤纶织物的耐水洗性能、抗静电性能、拉伸性能等进行了考察。

1 实验

1.1 试剂与仪器

试剂：己二酸、三乙醇胺、甲苯磺酸、N,N-二甲基乙酰胺、氯乙酸钠、溴化钾（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。

仪器：IRAffinity-1 型傅里叶红外光谱仪（日本岛津公司），Teneo 型扫描电子显微镜（美国FEI 公司），Welas 型粒径分析仪（德国Palas 公司），YG001B 型力学测试仪（武汉国量仪器有限公司）。

1.2 抗静电剂的合成

将5.0 g 己二酸、5.0 g 三乙醇胺加入三口烧瓶中，加热至100 ℃，磁力搅拌，待固体粉末全部溶解后，加入0.05 g 甲苯磺酸，升温至120 ℃，加热3 h，制得己二酸三乙酸胺酯（EA）。

以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂，向己二酸三乙酸胺酯中加入4.0 g 氯乙酸钠，80 ℃加热8 h，直到溶剂全部蒸发，制得EA-1抗静电剂。

1.3 抗静电剂整理工艺

配方：EA-1用量20 g/L，浴比30∶1。

工艺流程：浸泡EA-1（40 min）→预烘（15 min，100 ℃）→焙烘（2 min，150 ℃）→静置24 h（相对湿度50%，30 ℃）→水洗。

抗静电剂整理工艺流程如下所示：

1.4 测试

1.4.1 FT-IR

采用傅里叶红外光谱仪对EA-1 抗静电剂的基团进行表征。

1.4.2 粒径及其分布

采用粒径分析仪对EA-1 抗静电剂的粒径及其分布进行分析。

1.4.3 SEM

采用扫描电子显微镜对整理前后涤纶织物的表面形貌进行表征。

1.4.4 耐水洗性能

参照GB/T 8629—2017《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》进行测试。

1.4.5 抗静电性能

参照GB/T 12703.1—2021《纺织品 静电性能试验方法第1部分：电晕充电法》进行测试。

1.4.6 拉伸性能

参照GB/T 3923.1—2013《纺织品织物拉伸性能第1 部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）》进行测试。

1.4.7 白度

参照GB/T 8424.2—2001《纺织品色牢度试验相对白度的仪器评定方法》进行测试。

1.4.8 表观深度（K/S值）

采用分光测色仪对涤纶织物的K/S值进行测定，测试条件为D65光源、10°视野。

2 结果与讨论

2.1 抗静电剂的FT-IR

由图1 可以看出，EA 在3 420 cm-1处的伸缩振动峰为—OH 振动引起，2 945 cm-1处对应—CH2—的伸缩振动，1 725 cm-1处对应了酯羰基C O 的伸缩振动，1 240 cm-1处对应了C—O—C 的伸缩振动，1 180 cm-1处对应了—O—CH2的伸缩振动，证明成功合成了EA；与EA 相比，EA-1 抗静电剂在925 cm-1处出现了一个新的振动峰，对应三甲基季铵盐的伸缩振动，证明成功合成了EA-1抗静电剂。

2.2 抗静电剂的粒径及其分布

由图2 可知，EA-1 抗静电剂的粒径主要分布在10～120 nm，40.25 nm 处粒径分布最多，表明EA-1 抗静电剂的粒径分布均匀。粒径的大小直接影响EA-1抗静电剂对涤纶织物的整理效果，粒径较大，会导致黏度增大，容易形成凝胶，影响抗静电剂的稳定性。

2.3 织物的SEM

由图3 可以看出，经过EA-1 抗静电剂整理后，涤纶织物表面形成了一层均匀的导电薄膜，提高了涤纶织物的抗静电性能。

2.4 织物抗静电性能的耐水洗性能

整理涤纶织物抗静电性能的耐水洗性能见表1。

表1 整理涤纶织物抗静电性能的耐水洗性能

由表1 可以看出，随着涤纶织物洗涤次数的增加，峰值电压和半衰期变化不大，这说明多次洗涤对使用EA-1 抗静电剂整理涤纶织物的抗静电性能影响不大，EA-1 抗静电剂在涤纶纤维表面附着较为均匀，这与SEM 结果是一致的。原因是随着洗涤次数的增加，涤纶织物有一定的收缩，使得导电薄膜的附着更加均匀。

2.5 织物的拉伸性能、白度及K/S值

由表2 可以看出，与未经过整理的涤纶织物相比，整理涤纶织物经向和纬向的断裂强力都有所提高，但整体变化不大，这说明EA-1 抗静电剂整理对涤纶织物的拉伸性能影响较小。原因是焙烘后涤纶织物的结晶度增大，使涤纶织物的拉伸性能提升。EA-1 抗静电剂整理涤纶织物的白度稍有下降，但变化不大。原因是在焙烘过程中，EA-1 不断向涤纶织物表面迁移，导致涤纶织物的白度下降。EA-1 抗静电剂整理涤纶织物的K/S值降低，但变化不大。综上所述，EA-1抗静电剂对涤纶织物的影响较小。

表2 整理前后涤纶织物的断裂强力、白度及K/S值

3 结论

（1）所合成的EA-1抗静电剂粒径均匀，较稳定。

（2）将EA-1 应用于涤纶织物的整理，在涤纶织物表面形成了一层导电均匀薄膜。

（3）与未整理涤纶织物相比，EA-1 抗静电剂整理涤纶织物的拉伸性能、白度、K/S值变化并不大。

（4）EA-1 抗静电剂整理涤纶织物经多次洗涤后抗静电性能变化不大。