納米負(fù)離子整理劑的制備及應(yīng)用

納米負(fù)離子整理劑的制備及應(yīng)用

隨著社會的發(fā)展，汽車這種交通工具越來越受到人們的生活的影響。然而，目前汽車內(nèi)部的污染非常嚴(yán)重。根據(jù)中國裝飾協(xié)會室內(nèi)空氣監(jiān)測中心專家多年的分析檢測得出,車內(nèi)空氣污染主要是由車內(nèi)裝飾材料引起,要想從根本上解決車內(nèi)的污染問題,必須從材料的選擇入手。選擇使用新型環(huán)保材料,特別是將新型的永久釋放負(fù)離子功能的材料應(yīng)用到汽車工業(yè)中,不僅具有材料原有的特性,而且能保持空氣清新,有利于健康,對車內(nèi)裝飾的意義更大負(fù)離子被譽(yù)為“空氣維生素”納米負(fù)離子后整理加工技術(shù)是一種利用納米負(fù)離子(水合羥基離子H本文將自制的負(fù)離子整理助劑采用軋—烘—焙工藝對滌綸汽車內(nèi)飾面料進(jìn)行整理,探討整理劑濃度、浸漬時間和焙烘時間對空氣負(fù)離子濃度的影響,并對整理后的織物進(jìn)行性能測試。1實(shí)驗(yàn)部分1.1材料表面汽車用內(nèi)裝飾面料為經(jīng)編單面絨滌綸織物(浙江宏達(dá)經(jīng)編股份有限公司),規(guī)格為:11.2掃描電鏡觀察KQ-800TDE高頻數(shù)控超聲波清洗器;IC-1000型離子測試儀(日本制造);HitachiS-4700冷場發(fā)射掃描電鏡;UltraScan-XE(美國Hunterlab公司)K/S測試儀;耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)SW-12型A(無錫紡織儀器廠);織物沾水度試驗(yàn)儀YB813(溫州市大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠)。1.3入分散劑的質(zhì)量比在去離子水中加入納米電氣石粉體,高速攪拌,在50℃加入分散劑聚丙烯酸鈉及硅烷偶聯(lián)劑KH-570,其中去離子水、納米電氣石粉、分散劑和偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為100∶10∶3∶3;再將上述溶液經(jīng)超聲分散處理,即得到納米負(fù)離子整理劑1.4織物整理后的內(nèi)飾面料采用軋—烘—焙工藝,將汽車內(nèi)飾面料浸漬于納米負(fù)離子整理劑的稀釋液中,二浸二軋(軋液率為90%),預(yù)烘(溫度為120℃,預(yù)烘時間為3min),再經(jīng)焙烘,即得到后整理納米負(fù)離子汽車內(nèi)飾面料。冷卻至恒重稱量,計算增重率:式中:w1.5測試1.5.1掃描電鏡觀察整理織物表面形態(tài)采用日立公司HitachiS-4700冷場發(fā)射掃描電鏡(SEM)觀察整理前后織物的表面形態(tài),加速電壓為15kV,放大倍數(shù)為5000倍。1.5.2織物產(chǎn)生空氣負(fù)離子濃度根據(jù)GB/T18809—2002《空氣離子測量儀通用規(guī)范》、GB/T8170—1987《數(shù)值修約規(guī)則》,采用IC-1000型離子測定儀對織物產(chǎn)生的空氣負(fù)離子濃度進(jìn)行測試,測試條件為:環(huán)境溫度(20±2℃),相對濕度45%～75%。取測試10次的平均值作為織物產(chǎn)生的平均空氣負(fù)離子濃度。計算公式如下:式中:A為空氣負(fù)離子濃度平均值;A1.5.3振動對織物釋放空氣負(fù)離子濃度的影響將負(fù)離子整理劑處理后的織物置于恒溫振蕩器中,在室溫條件下進(jìn)行平面反復(fù)振動,振動頻率為218次/min,然后測試織物釋放的空氣負(fù)離子濃度。1.5.4水洗對織物釋放負(fù)離子濃度的影響將用負(fù)離子整理劑整理后的織物置于恒溫水浴鍋中,在含有2g/L中性皂洗劑的皂洗液中于50℃洗10min,然后烘干(70℃,2h),即為1次水洗,測定水洗后織物釋放的空氣負(fù)離子濃度。1.5.5前后絲綢的防水性能參照GB/T4745—1997《紡織織物表面抗?jié)裥詼y定沾水試驗(yàn)》,對整理前后的4種織物分別進(jìn)行評級。1.5.6織物上試劑測試按照GB12799—1991《抗油拒水防護(hù)服安全衛(wèi)生性能要求》測試,試劑由低到高進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將試劑輕輕滴至織物上5處,停留3min,45°觀察,4處未浸潤為通過測試。測試效果參照:當(dāng)分值≥130時,能抗機(jī)油、柴油,拒油效果較好。2結(jié)果與討論2.1納米離子洗脫液的分類2.1.1織物產(chǎn)生空氣負(fù)離子濃度分別配制質(zhì)量濃度為10、20、30、40、50、60g/L的負(fù)離子整理劑,對6塊30cm×30cm的4未整理前,測得織物產(chǎn)生的平均負(fù)離子濃度為1000個/cm由圖2可知,負(fù)離子整理劑質(zhì)量濃度從10g/L增加到60g/L時,織物的增重率不斷增加,但增重率只有1.84%。由于增重率較小,故比較性不強(qiáng),而且增重率大小不能反映整理后織物產(chǎn)生空氣負(fù)離子濃度的高低。因此,從成本角度考慮,本文以下實(shí)驗(yàn)中選用負(fù)離子整理劑質(zhì)量濃度為30g/L。2.1.2增重率和產(chǎn)生空氣負(fù)離子的平均濃度采用質(zhì)量濃度為30g/L的負(fù)離子整理劑,焙烘溫度為160℃,焙烘時間為1min,浸漬時間分別為10、20、30min,測得織物的增重率和產(chǎn)生負(fù)離子的平均濃度,結(jié)果如表1所示。可看出隨著浸漬時間的延長,織物的增重率和產(chǎn)生的空氣負(fù)離子濃度都在增加。說明延長浸漬時間,可以有效地提高織物產(chǎn)生空氣負(fù)離子的濃度。實(shí)際生產(chǎn)中,在允許的范圍內(nèi),盡可能地延長浸漬時間,有助于提高負(fù)離子的整理效果。考慮到實(shí)際生產(chǎn)情況,本文以下實(shí)驗(yàn)選用浸漬時間為10min。2.1.3焙烘溫度對織物產(chǎn)生空氣負(fù)離子的影響由于電氣石與織物結(jié)合的作用力很弱,因此,黏合劑的應(yīng)用必不可少,本文采用的黏合劑為硅烷偶聯(lián)劑。焙烘溫度對黏合劑的成膜性有重要影響采用質(zhì)量濃度為30g/L的負(fù)離子整理劑,浸漬10min,焙烘溫度分別為140、150、160、170、180℃,焙烘時間為1min。測得整理后織物產(chǎn)生負(fù)離子的平均濃度及洗滌5次后的負(fù)離子濃度,結(jié)果如表2所示?？煽闯?隨著焙烘溫度的升高,整理后織物釋放的空氣負(fù)離子濃度增加,且經(jīng)洗滌5次后,整理織物的耐水洗牢度也隨焙烘溫度的升高而提高。在140～160℃增加幅度較大,這是因?yàn)闇囟忍?黏合劑不能成膜或者成膜的牢度不好2.1.4增重率和產(chǎn)生空氣負(fù)離子濃度采用質(zhì)量濃度為30g/L的負(fù)離子整理劑,浸漬10min,焙烘溫度為160℃,焙烘時間分別為0.5、1、1.5、2min,分別測得織物的增重率和產(chǎn)生的負(fù)離子濃度,結(jié)果如表3所示?？煽闯?在不同的焙烘時間下織物的負(fù)離子濃度都較高,均在5500個/cm綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,確定負(fù)離子整理劑的最佳整理工藝條件為:負(fù)離子整理劑質(zhì)量濃度30g/L,浸漬時間10min,焙烘溫度160℃,焙烘時間1min。2.2分類后的織物性能2.2.1對于形貌上的描述統(tǒng)計用掃描電子顯微鏡S-570對整理前后4種織物進(jìn)行掃描,結(jié)果如圖3所示。從圖可知,對于4種織物來說,整理后織物均比整理前粗糙,說明織物經(jīng)納米負(fù)離子整理劑整理后,電氣石粉末已經(jīng)涂覆黏結(jié)在織物表面。2.2.2測試評級結(jié)果將整理前后的4種滌綸織物分別進(jìn)行拒水、拒油性能測試,測試評級結(jié)果見表4。由表4可知,滌綸汽車內(nèi)裝飾面料在整理前的拒水、拒油性能都較差,拒水均在2級左右,拒油分值均小于100分。負(fù)離子整理并未降低織物的拒水效果,32.2.3振動次數(shù)對整理效果的影響為模擬汽車實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),將整理后的4由表5可以看出,隨振動次數(shù)的增加,織物產(chǎn)生的空氣負(fù)離子濃度不斷增加。這是由于電氣石是熱釋電和壓電材料,當(dāng)其受到物理刺激、摩擦、振動時,易產(chǎn)生大量負(fù)離子,因此,隨著振動次數(shù)的不斷增加,整理后織物產(chǎn)生更多的負(fù)離子。這一結(jié)果對于汽車用紡織品來說是有利的。當(dāng)織物平面反復(fù)振動達(dá)到90萬次時,所釋放的負(fù)離子濃度為5610個/cm3整理前后織物表面負(fù)離子含量的變化1)納米負(fù)離子整理劑的較佳整理工藝條件為:負(fù)離子整理劑質(zhì)量濃度30g/L,浸漬時間10min,焙烘溫度160℃,焙烘時間1min。2)掃描電鏡結(jié)果表明,經(jīng)納米負(fù)離子整理劑