DCCA

羊駝毛抗靜電整理

瞿星;王華;駱青;Enock

【摘要】為了解決羊駝毛在生產(chǎn)和服用中的靜電危害,以及針對(duì)羊駝毛抗靜電處理

效果的顯著性和耐久性提升問(wèn)題,采用剝除鱗片層和抗靜電劑處理的方法提高羊駝

毛的抗靜電性能,并對(duì)處理后的羊駝毛進(jìn)行20次皂洗.通過(guò)測(cè)試抗靜電處理及皂洗

前后羊駝毛的比電阻、半衰期、感應(yīng)靜電電壓、SEM變化研究抗靜電效果.結(jié)果表

明:抗靜電劑處理后羊駝毛的抗靜電性能顯著提升,在SEM下觀察得知,羊駝毛鱗片

層被連續(xù)性薄膜覆蓋,洗滌后抗靜電效果會(huì)略微下降;剝除鱗片層后羊駝毛抗靜電性

能有較大提升,且洗滌后靜電效果保持不變.說(shuō)明抗靜電劑能夠使羊駝毛獲得顯著的

抗靜電效果,但是并不耐久,而剝除鱗片層能夠讓羊駝毛獲得一定程度的抗靜電效果,

且屬于永久處理.

【期刊名稱(chēng)】《毛紡科技》

【年(卷),期】2018(046)008

【總頁(yè)數(shù)】5頁(yè)(P38-42)

【關(guān)鍵詞】剝除鱗片;抗靜電劑;皂洗;耐久性

【作者】瞿星;王華;駱青;Enock

【作者單位】東華大學(xué)紡織學(xué)院,上海201620;東華大學(xué)研究院,上海201620;東華

大學(xué)研究院,上海201620;東華大學(xué)研究院,上海201620

【正文語(yǔ)種】中文

【中圖分類(lèi)】TS193

羊駝毛光澤柔和、耐磨耐皺、色彩鮮艷，是御寒保暖的高檔毛制品原料。羊駝毛的

比電阻約為1×109Ω，屬于不良導(dǎo)體，但低溫干燥的環(huán)境往往會(huì)引起毛制品纖維

間相互纏繞、摩擦，最終導(dǎo)致靜電現(xiàn)象的頻繁發(fā)生。靜電現(xiàn)象不僅影響羊駝毛制品

的穿著，還會(huì)使毛織物在特殊環(huán)境下的使用受到限制，比如航空航天、石化、醫(yī)療、

水利電力工程等對(duì)防靜電要求較高的區(qū)域，甚至因靜電沾污造成的人體不適和細(xì)菌

病毒的滋生也會(huì)嚴(yán)重降低其服用價(jià)值。因此，無(wú)論是從滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求出發(fā)，還

是從特定行業(yè)要求來(lái)看，在不破壞織物性能和制品獨(dú)特風(fēng)格的前提下，對(duì)于羊駝毛

的抗靜電整理研究具有重要意義[1-3]。

目前，關(guān)于羊駝毛的抗靜電處理方法主要分為：①直接在羊駝毛表面涂覆抗靜電劑。

涂覆在纖維表層的表面活性劑會(huì)緊緊覆蓋在鱗片層和毛干上，并在纖維表面形成一

層親水性極佳的高分子連續(xù)性薄膜，以此提升纖維吸濕性，從而達(dá)到改善抗靜電的

效果，由于抗靜電劑自身能電離，且能夠讓纖維變得光滑平順，降低摩擦帶來(lái)的靜

電危害，并且綠色環(huán)保、操作簡(jiǎn)單、節(jié)約成本，因此在實(shí)際工業(yè)中，抗靜電劑應(yīng)用

廣泛[4-6]。②剝除羊駝毛鱗片層。剝除鱗片不僅可以改善羊駝毛的防縮性和染色

性能，而且對(duì)于其抗靜電也有很大程度的提升，這是由于鱗片層的去除直接降低纖

維間的摩擦效應(yīng)，纖維光滑平順，在生產(chǎn)和服用中摩擦起電產(chǎn)生的電壓大大降低，

且相對(duì)于抗靜電劑的整理方法，屬于永久性抗靜電[7-9]。

國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上，抗靜電劑種類(lèi)繁多，但是大多集中于化纖和塑料的抗靜電整理，而

關(guān)于毛纖維的抗靜電整理劑品種相對(duì)較少，并且大多屬于混紡毛織物的抗靜電劑

[10]。另外，由于抗靜電劑的品種不同，會(huì)造成整理后的毛織物抗靜電效果和耐久

性不同。因此合理的選擇抗靜電劑品種、開(kāi)發(fā)新型高效耐久型的抗靜電劑、專(zhuān)用毛

紡抗靜電劑整理的方法成為高檔毛紡面料抗靜電整理的研究方向[11-13]。

本文選用不同品種的專(zhuān)用毛織物抗靜電劑對(duì)羊駝毛進(jìn)行抗靜電整理，通過(guò)測(cè)試整理

前后羊駝毛纖維及織物的靜電特性(半衰期、靜電電壓、體積比電阻)分析不同抗靜

電劑品種對(duì)羊駝毛靜電效果的影響。然后，用中性皂洗劑對(duì)整理過(guò)的羊駝毛織物進(jìn)

行20次洗滌，測(cè)試羊駝毛帶電特性的變化，以研究不同品種抗靜電劑對(duì)織物抗靜

電耐久性的影響。同時(shí)，適當(dāng)剝除羊駝毛表面鱗片層來(lái)改善織物的抗靜電效果[14-

16]。

1實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)材料

羊駝毛纖維：平均長(zhǎng)度85.6mm，細(xì)度22.3μm，江蘇聯(lián)宏紡織有限公司提供。

羊駝毛紗線(xiàn)：100%純紡羊駝毛紗線(xiàn)，紗支為15Nm/2(江蘇聯(lián)宏紡織有限公司)。

羊駝毛織物：平紋機(jī)織物，經(jīng)密70根/cm、緯密70根/cm、筘號(hào)30、面密度

400g/m2。

1.2實(shí)驗(yàn)試劑

抗靜電劑整理所用試劑為：陽(yáng)離子型毛織物專(zhuān)用抗靜電劑DK-301(桐鄉(xiāng)市永金輕

紡助劑廠(chǎng))；陰離子型毛織物專(zhuān)用抗靜電劑DK(桐鄉(xiāng)市永金輕紡助劑廠(chǎng))；中性抗靜

電劑CAB(深圳市弘源化工助劑有限公司)；非離子型毛專(zhuān)用抗靜電劑GOON-

881(東莞市嘉宏科技有限公司)、WDCO-STATAPP(淄博維多經(jīng)貿(mào)有限公司)、KJ-

102(寧波市鄞州化工助劑廠(chǎng))；金屬納米離子型抗靜電劑AGS-2YR-001(上海市滬

正納米科技有限公司)。

剝除鱗片層抗靜電整理所用試劑為：Savina16.0L(諾維信生物醫(yī)藥有限公司)；

DCCA(北京市同樂(lè)泰化工有限公司)；雙氧水(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、無(wú)水

碳酸鈉(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、亞硫酸氫鈉(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、

冰醋酸(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、平平加O(綠森化工有限公司)。

皂洗劑：中性皂洗劑GOON-505(東莞市嘉宏科技有限公司)。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1抗靜電劑整理

羊駝毛纖維具有良好的吸濕性和平衡回潮率，因此在實(shí)驗(yàn)和測(cè)試前必須將羊駝毛纖

維及織物置于標(biāo)準(zhǔn)溫濕度環(huán)境(溫度(20±2)℃、相對(duì)濕度65%±2%)中24h，待達(dá)

到吸濕平衡后放入干燥試樣袋中備用。纖維均以15g為1個(gè)處理單位，織物樣品

根據(jù)測(cè)試要求進(jìn)行剪切，浴比1∶30。

抗靜電整理工藝流程為:冷水浸漬→二軋二浸(軋余率100%、55℃)→預(yù)烘(80～

100℃)→焙烘定形(150～190℃、30s)→放置24h測(cè)試靜電性能。

1.3.2剝除鱗片層整理

蛋白酶剝除羊駝毛鱗片層工藝如圖1所示。

圖1羊駝毛鱗片層剝除工藝流程圖

DCCA氯化處理工藝：冷水浸漬→DCCA氯化處理→40℃溫水洗滌沖洗→脫氯→

水洗→調(diào)節(jié)pH值→凈洗、烘干、待用。

皂洗：40～60℃水洗→80℃，GOON-881皂洗→60℃水洗→晾干。

1.4羊駝毛抗靜電性能測(cè)試

纖維靜電性能評(píng)定：體積比電阻。反映材料低壓泄露電荷特性。織物靜電性能評(píng)定：

半衰期、靜電電壓。一般認(rèn)為織物半衰期越小說(shuō)明摩擦帶電時(shí)表面電荷逸散速度越

快，抗靜電效果越好。靜電電壓表征服裝與服裝相互摩擦?xí)r帶電總量大小，摩擦靜

電電壓/感應(yīng)靜電電壓值越小，抗靜電效果越好。

1.4.1羊駝毛纖維的SEM測(cè)試

采用TM3000觀察經(jīng)抗靜電劑、蛋白酶、DCCA處理后羊駝毛表面鱗片層的破損

情況。

1.4.2羊駝毛纖維的摩擦因數(shù)測(cè)試

采用XCF-1A型纖維摩擦因數(shù)測(cè)試儀對(duì)單纖維進(jìn)行摩擦性能測(cè)試，通過(guò)高精度測(cè)

力傳感器測(cè)試?yán)w維受摩擦力大小，實(shí)時(shí)顯示摩擦力波動(dòng)變化曲線(xiàn)，自動(dòng)計(jì)算纖維靜、

動(dòng)摩擦因數(shù)及測(cè)試過(guò)程中摩擦力變異大小。設(shè)置參數(shù)：預(yù)加張力0.1cN，轉(zhuǎn)速

30.0r/min，樣本容量20。

1.4.3羊駝毛纖維的體積比電阻測(cè)試

采用XR-1A纖維比電阻測(cè)試儀對(duì)經(jīng)抗靜電處理后的羊駝毛纖維進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試樣

品質(zhì)量為15g，測(cè)試10組體積比電阻并取其平均值。

1.4.4羊駝毛織物的摩擦靜電電壓半衰期測(cè)試

采用YG-401織物感應(yīng)式靜電測(cè)試儀，按FZ/T01042—1996《紡織材料靜電性

能靜電壓半衰期的測(cè)定》測(cè)試織物摩擦靜電電壓、半衰期。測(cè)試條件：溫度

20℃，相對(duì)濕度30%、40%。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1對(duì)羊駝毛鱗片層結(jié)構(gòu)的影響

采用掃描電鏡SEM觀察經(jīng)蛋白酶、DCCA、抗靜電劑處理后羊駝毛纖維在放大2

000倍時(shí)纖維(30μm)的表面鱗片層結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖2、3所示。

圖2剝除鱗片層對(duì)羊駝毛表面結(jié)構(gòu)的影響

圖3抗靜電劑對(duì)羊駝毛鱗片層的影響

由圖2可以看出：未處理的表面鱗片完整、邊緣清晰可見(jiàn)、翹角大、排列緊密；

經(jīng)蛋白酶處理后纖維鱗片聚集度下降、鱗片紋路不連續(xù)性上升、局部鱗片層張開(kāi)，

但鱗片層未完全剝離；經(jīng)DCCA處理后纖維鱗片層發(fā)生嚴(yán)重降解和鈍化。鱗片層

結(jié)構(gòu)破壞明顯，纖維表面鱗片幾乎全部消失，纖維變得光滑平整。鱗片層模糊不清，

不再結(jié)構(gòu)緊密；經(jīng)DCCA/蛋白酶處理后纖維鱗片層完全被剝離，表面光滑但并不

平整，纖維變細(xì)，且嚴(yán)重受損，毛干很多處出現(xiàn)局部凹陷甚至結(jié)構(gòu)缺失。

由圖3可以看出：羊駝毛在涂覆抗靜電劑后，鱗片層上會(huì)形成一層連續(xù)親水性薄

膜，使得鱗片紋路變得模糊不清，纖維整體光滑平整，只有局部鱗片因沒(méi)有完全覆

蓋而鱗片外翹，尤其是鱗片層間隙處薄膜明顯，但整體上，羊駝毛鱗片層保存完好，

棱角分明。唯獨(dú)用納米銀離子抗靜電劑處理過(guò)的纖維毛干出現(xiàn)凹陷，結(jié)構(gòu)破損，這

是由于銀離子對(duì)蛋白質(zhì)有損害的作用，銀離子濃度稍高的情況下會(huì)造成纖維毛干的

損傷。

2.2對(duì)羊駝毛摩擦因數(shù)的影響

抗靜電劑整理后，羊駝毛鱗片層表面緊緊覆蓋著一層連續(xù)性親水性薄膜，所以變得

光滑平順，經(jīng)蛋白酶和DCCA剝除鱗片層處理后，鱗片層幾乎全部破損，毛干光

滑平順，摩擦效應(yīng)大大降低。具體測(cè)試結(jié)果如圖4所示。

圖4抗靜電整理對(duì)羊駝毛摩擦因數(shù)的影響

可以看出：剝除鱗片可以獲得良好的摩擦效應(yīng)(順逆鱗片摩擦因數(shù)的差值/和值，可

以用圖中的順逆鱗片系數(shù)差間距大致表征)，并且大大降低羊駝毛鱗片順逆摩擦因

數(shù)。而使用表面活性抗靜電劑，由于其在纖維表面形成一層親水性薄膜，會(huì)使纖維

變得光滑平順，一定程度上造成纖維摩擦因數(shù)降低，雖然摩擦效應(yīng)不如剝除鱗片，

但其柔和的處理方式不會(huì)損傷纖維。

2.3對(duì)羊駝毛比電阻的影響

通常把標(biāo)準(zhǔn)情況下(相對(duì)濕度65%，20℃)電阻達(dá)到1×1010Ω·cm的纖維稱(chēng)為抗

靜電纖維。一般合成纖維比電阻均在1×1013Ω·cm以上，而毛類(lèi)纖維在1×1011

Ω·cm左右。由于毛類(lèi)纖維吸濕性極好但卻經(jīng)常使用在干燥寒冷的戶(hù)外環(huán)境中，因

此其比電阻變化幅度大，測(cè)試結(jié)果如圖5所示。

圖5抗靜電整理后羊駝毛體積比電阻值

可以看出：與未經(jīng)處理的羊駝毛纖維相比(體積比電阻1.5×1010Ω·cm)，使用抗靜

電劑處理后，纖維體積比電阻值直接下降了103～105倍。其中毛專(zhuān)用抗靜電劑

WDCOSTATAPP和GOON-881以及納米銀離子處理效果最好。而經(jīng)蛋白酶和

DCCA處理過(guò)后的纖維體積比電阻值幾乎沒(méi)什么變化(蛋白酶處理后

1.4×1010Ω·cm、DCCA處理后1.3×1010Ω·cm)。說(shuō)明抗靜電劑的處理能夠在纖

維表面形成連續(xù)的親水性薄膜，光滑的表面同時(shí)減少鱗片摩擦，最終帶來(lái)良好的抗

靜電效果。

2.4對(duì)羊駝毛抗靜電性能的影響

鱗片層對(duì)靜電的影響：羊駝毛表面鱗片層瓦狀的特殊結(jié)構(gòu)使其表面因粗糙不平而不

利于纖維摩擦靜電電位；另一方面，由于毛纖維鱗片層是由角蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和碳?xì)?/p>

化合物構(gòu)成，使其具有很好的疏水性，因此羊駝毛是一種表面具有極好疏水性的親

水性纖維，導(dǎo)致表面比電阻增大，電荷極不容易逸散。具體靜電半衰期和靜電電壓

測(cè)試結(jié)果如圖6、7所示。

圖6抗靜電整理羊駝毛靜電半衰期的影響

圖7抗靜電整理對(duì)羊駝毛靜電電壓的影響

可以看出：鱗片層的剝離使織物靜電半衰期得到一定程度降低。與未經(jīng)處理的羊駝

毛織物相比，直接使用抗靜電劑對(duì)織物半衰期有明顯改善。并且可以看出，陽(yáng)離子

和毛織物專(zhuān)用抗靜電劑WDCOSTATAPP對(duì)羊駝毛半衰期有不錯(cuò)的改善。而納米

銀離子抗靜電劑由于其可以損傷蛋白質(zhì)，并且能夠在纖維表面形成一層導(dǎo)電親水膜，

因此其半衰期改善效果也不錯(cuò)。皂洗后，發(fā)現(xiàn)羊駝毛半衰期會(huì)增加，其中DCCA

和蛋白酶、納米銀離子剝鱗片處理影響不大，抗靜電劑水洗20次后，半衰期會(huì)略

微回升。說(shuō)明鱗片層的完整程度直接關(guān)系到織物的靜電半衰期。皂洗后，剝離了鱗

片層的織物具有耐久性抗靜電效果，涂覆抗靜電劑方法獲得的靜電效果會(huì)回升，專(zhuān)

用毛紡離子型抗靜電劑具有不錯(cuò)的耐久抗靜電效果。

抗靜電劑的使用會(huì)讓羊駝毛獲得很好的靜電效果，靜電電壓從7000V下降到2

000V，甚至更低達(dá)200V；而剝除鱗片的方法同樣能讓羊駝毛摩擦電壓大大降低。

皂洗20次后2種處理方式的靜電電壓都會(huì)增加，這是由于抗靜電劑被水洗后，有

部分靜電劑被水沖洗走，所以織物表面形成的親水性薄膜變得不連續(xù)，最終造成靜

電電壓或半衰期的回升。

3結(jié)論

①抗靜電處理對(duì)羊駝毛鱗片層的影響：經(jīng)蛋白酶或DCCA處理的纖維鱗片聚集度

下降、鱗片紋路的不連續(xù)性上升、鱗片層結(jié)構(gòu)破壞明顯、鱗片層模糊不清、纖維光

滑平整；經(jīng)涂覆抗靜電劑后，鱗片層上覆蓋一層連續(xù)親水性薄膜，使得鱗片紋路變

得模糊不清，纖維整體光滑平整，整體上羊駝毛鱗片層保存完好，棱角分明；說(shuō)明

剝除鱗片層的方式造成毛干光滑平順，纖維摩擦因數(shù)下降明顯，摩擦效應(yīng)大大降低。

使用表面活性抗靜電劑會(huì)造成纖維表面覆蓋著一層親水性、導(dǎo)電性良好的薄膜，改

善了羊駝毛親水性并降低了纖維摩擦效應(yīng)。

②抗靜電處理對(duì)羊駝毛比電阻的影響：使用抗靜電劑處理后，纖維體積比電阻值下

降了103～105倍，而經(jīng)蛋白酶和DCCA處理過(guò)后的纖維體積比電阻值幾乎沒(méi)什

么變化。說(shuō)明抗靜電劑的處理能夠在纖維表面形成連續(xù)的親水性薄膜，光滑的表面

同時(shí)減少鱗片摩擦，最終帶來(lái)良好的靜電效果。

③抗靜電處理對(duì)羊駝毛織物靜電性能的影響：鱗片層的剝離使織物靜電半衰期得到

一定程度降低。與未經(jīng)處理的羊駝毛織物相比，直接使用抗靜電劑對(duì)織物半衰期有

明顯改善。而納米銀離子由于其可以損傷蛋白質(zhì)，并且能夠在纖維表面形成一層導(dǎo)

電親水膜，因此其半衰期改善效果也不錯(cuò)。皂洗后，發(fā)現(xiàn)羊駝毛半衰期會(huì)增加，其

中DCCA和蛋白酶、納米銀離子剝鱗片處理影響不大，抗靜電劑水洗20次后，半

衰期會(huì)略微回升。說(shuō)明鱗片層的完整程度直接關(guān)系到織物的靜電半衰期。皂洗后，

剝離了鱗片層的織物具有耐久性抗靜電效果，涂覆抗靜電劑方法獲得的靜電效果會(huì)

因?yàn)殪o電劑的除去而減弱。

參考文獻(xiàn):

【相關(guān)文獻(xiàn)】

[1]李輝.抗靜電劑的改性及性能研究[D].南寧：廣西大學(xué),2005.

[2]aticagentforsyntheticpolymermaterialsandmethodofapplication

thereof[J].USP6,2001(5):225.

[3]劉尚和.靜電理論與防護(hù)[M].北京：兵器工業(yè)出版社,1999.

[4]張衛(wèi)玲,張健飛.毛織物抗靜電整理及其影響因素[J].紡織學(xué)報(bào),2009,30(3):10-15.

[5]KIHY,KIMJH,onmultifunctionalwooltextilestreatedwithnano-

sizedsilver[J].JournalofMaterialsScience,2007，19:8020-8024.

[6]郭臘梅.紡織品整理學(xué)[M].北京：中國(guó)紡織出版社,2005:306-307.

[7]何天虹.羊毛抗靜電新途徑的研究[D].天津：天津工業(yè)大學(xué),2001.

[8]王利平,王譯晗.羊毛及其混紡織物的抗靜電研究[J].印染,2014(7):30-35.

[9]孫小毅，蔭怡芬.提高毛織物抗靜電功能的理論和效果探討[J].紡織科學(xué)研究,2001(4):18-23.

[10]DONNAM,BROWNMT,aticwoolpart3:reactivequaternary

ethoxylatedaminesasantistaticagentsforwool[J].TheJournaloftheTextile

Institute,2016(6):356-366.

[11]虞登峰,肖葉群.影響抗靜電劑R-TM整理效果的因素探討[J].印染助劑,2013(1):42-50.

[12]DATYEKV,alProcessingofSyntheticFibersandBlends[M].New

York:WileyInterscience，1984.

[13]吳越,陳雪花.毛織物用抗靜電整理劑的研制[J].毛紡科技,2002,30(3):12-16.

[14]孫雅惠,姚金波,肖桂真.抗靜電羊毛纖維的可紡性[J].毛紡科技,2011,39(5):32-38.

[15]康紅波,李美真.高支羊毛圍巾抗靜電整理工藝探討[J].毛紡科技,2015,43(6):38-42.

[16]肖紅,曹秀明,楊海軍,等.毛滌混紡織物的抗靜電性能與吸沾灰現(xiàn)象的探討[J].毛紡科

技,2010,38(3):1-10.