聚丙烯非织造布亲水整理工艺研究

浙江理工大学学报,第26卷,第2期,2009年3月

Journal of Zhejiang Sc-i Tech U niv ersity

Vol.26,N o.2,M ar.2009

文章编号:1673-3851(2009)02-0160-05

聚丙烯非织造布亲水整理工艺研究

刘 娴,吴明华

(浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,杭州310018)

摘 要:采用阴离子表面活性剂(表面活性剂O ASE和快速渗透剂T)与非离子型的高分子表面活性剂(聚醚改性硅油)复配制备了亲水整理剂,并对聚丙烯非织造布进行整理。结果表明:亲水整理优化工艺条件为整理剂浓度2 g/L;浸渍温度30 ;烘干温度95 ;烘干时间180s。相对于未整理聚丙烯非织造布,整理聚丙烯非织造布的透水时间、抗静电和柔软性得到明显改善,静态水的接触角几乎为0,其它指标如白度和机械强度无负面影响。表明实验所配制的亲水整理剂可以作为聚丙烯非织造布亲水整理剂。

关键词:表面活性剂;聚丙烯非织造布;亲水整理;透水时间;接触角

中图分类号:T S195.67 文献标识码:A

0 前 言

聚丙烯纤维具有质量轻、强度高、保暖性好、抗污、抗霉变、耐磨、耐化学腐蚀等优点,且原料价格低廉,对于纺织行业具有很强的吸引力。由其制成的非织造布因其制备工艺流程短、产量大、成本低、撕裂强度高等优点在一次性医疗、保健、卫生和超净化环境用品中占有较高的市场份额。但聚丙烯为非极性分子结构,结晶度高,结构紧密且分子中无亲水基团,以致聚丙烯非织造布吸湿性差,难以适应在一次性医疗、保健、卫生和超净化环境用品领域对吸湿性的要求。因此,聚丙烯非织造布要在这些领域得到广泛应用必须对其进行亲水整理,以改善其吸湿性。

目前国内外对涤纶织物亲水整理剂的研究较多[1-3],但对适用于聚丙烯非织造布的亲水整理剂的研究鲜有报道。本实验采用阴离子表面活性剂OASE、快速渗透剂T及自制非离子型高分子表面活性剂 聚醚改性硅油为原料,通过复配方式制备适用于聚丙烯非织造布的亲水整理剂,并研究该整理剂在聚丙烯非织造布上的亲水整理应用工艺。

1 实验部分

1.1 实验材料

阴离子表面活性剂OASE(工业品,江苏海安石油化工厂);快速渗透剂T(工业品,江苏海安石油化工厂);非离子型高分子表面活性剂(聚醚改性硅油类,1%溶液的表面张力为32.37mN/m,胶束浓度为0.5 g/L)(本实验室自制);聚丙烯非织造布,面密度17g/m2(杭州华翔非织造布厂);人工尿液[4]:在2L蒸馏水中加入(18 0.01)g N aCl,配制成溶液,在温度为(20 2) 时其表面张力应达到(70土2)m N/m。

1.2 实验仪器

轧车P-A0/A1(杭州三锦科技有限公司);连续式定型烘干机M-6(杭州三锦科技有限公司);织物穿透仪YG814D(温州方圆仪器有限公司);动态接触角分析仪DCA-322(美国T H EMO CAH N公司);数字式织

收稿日期:2008-09-08

作者简介:刘 娴(1979- ),女,江苏江宁人,硕士研究生,主要从事印染助剂和纺织功能整理的研究。

物透气量仪YG[B]461D(温州大荣纺织标准仪器厂);轻便色彩色差计SC -80(北京康光仪器有限公司);静电测试仪YG(L)342(山东纺织研究院);高阻计ZC46A(上海精密科学仪器有限公司);电子硬挺度仪LLY -01B(莱州市电子仪器有限公司);电子万能材料试验机(INSTRON 公司)。

1.3 亲水整理剂制备

于70~80 ,在搅拌下按质量比为1 4 1依次加入OASE 、快T 、聚醚改性硅油,并加入一定量蒸馏水调节含固量为20%,维持70~80 继续搅拌3~4h,至以上三种表面活性剂混合均匀,即制得本实验所用亲水整理剂。测得此整理剂20 时的临界胶束浓度为2g/L,临界胶束浓度处的表面张力为26.28mN/m 。而聚丙烯的临界表面张力为35mN/m [5],因此该整理剂可以浸润聚丙烯非织造布,在其表面形成一层亲水基朝外的亲水膜,使水分能在聚丙烯非织造布上铺展和渗透。

1.4 亲水整理工艺

配制整理液 浸渍(浸渍时间1min) 轧液(轧液率80%) 烘干 平衡24h 测试。

1.5 测试方法

1.5.1 亲水性能测试

a)非织造布透水性能测试

采用温州方圆仪器公司生产的织物穿透仪,参照FZ/T 60017 1993 卫生用薄型非织造布液体穿透性试验方法 标准测试。

b)耐洗性测试:参照FZ/T 60018 1993标准测试。

c)非织造布平衡接触角的测试

将聚丙烯非织造布置于洁净平滑的玻璃板上,平放于烘箱,升温到175 ,待聚丙烯熔融后取出玻璃板,自然冷却至室温。由于聚丙烯与玻璃膨胀系数不同,冷却后聚丙烯薄膜自然脱落,从而制得非常光滑的聚丙烯固体表面[6]

。

采用直接测量法测定平衡接触角。采用美国T H EMO CAH N 公司生产的动态接触角分析仪,在室温下用蒸馏水作介质,将水滴通过针管直接滴在整理过的聚丙烯的光滑表面上,通过计算机的测量与计算系统直接读取并记录水滴的平衡接触角。

1.5.2 其他性能测试

非织造布抗静电性能测试:依据GB/T 12703 1991标准(半衰期法)测试;

非织造布表面电阻测试:依据H G/T 30080 1999标准,采用高阻计直接测量;

非织造布强度测试:依据FZ/T 60005 1991标准测试;

非织造布透气性能测试:依据GB 5453 1997标准测试;

非织造布硬挺度测试:依据GB/T 7689.4 2001标准测试;

非织造布白度测试:依据GB/T 17644 1998标准测试。2

结果与讨论图1 透水时间随整理剂浓度变化的关系2.1 整理剂浓度对透水时间的影响

在浸渍温度为20 ,轧液率为80%,烘干温度为105 ,烘干时

间为180s 的整理条件下,整理剂浓度对聚丙烯非织造布透水时间

的影响结果见图1。

从图1可以看出,当整理剂浓度小于2g /L 时,整理非织造布

的透水时间随着整理剂浓度的增加有较大幅度的下降;当整理剂浓

度达2g/L 时,透水时间为最小;继续增加整理剂浓度,透水时间略

有上升。这主要与整理剂在聚丙烯非织造布表面吸附有关。整理

剂中表面活性剂主要以色散力的方式在非织造布表面发生吸附,疏

水基吸附于非织造布表面而亲水基朝向空气,整理聚丙烯非织造布

表现出亲水性。随着表面活性剂浓度增大,阴/非离子混合物在溶161第2期刘 娴等:聚丙烯非织造布亲水整理工艺研究