阳离子可染涤纶短纤维油剂TDY-3的研究及应用
阳离子可染涤纶短纤维油剂TDY-3的研究
及应用
Vo1.13,NO.16
?
l8?
精细与专用化学品
FineandSpecialtyChemicals
第13卷第16期
2005年8月21日
阳离子可涤纶短纤维油剂
TDY一3的研究及应用
邱海昌
(秦皇岛奥莱特腈纶有限公司,河北秦皇岛066000)
摘要:从阳离子可染聚酯短纤维(ECDP)在纺织过程中的摩擦特性,抗静电性等几方面探讨了纤维的可纺
性与油剂性能之间的关系.研究发现两性表面活性剂对于ECDP纤维具有良好的抗静电性,而ECDP纤维的摩擦
特性直接影响纤维的可纺性.TDY一3型阳离子油剂是针对ECDP纤维研制的,该油剂可赋予ECDP纤维优异的可
纺性.
关键词:阳离子可染聚酯短纤维;油剂;可纺性;抗静电;孽擦特性
ResearchandApplicationofOilingAgentTDY-3 forEasyCationicDyeablePETStapleFiber QIUHal—chang
(QinhuangdaoAll—rightAcrylic:FiberCo.,Ltd.,Qinhuangdao066000,China)
Abstract:TherelationshipbetweenspinnabilityofeasycationicdyeablePETstaplefiber(EC
DP)andpropertyofoi—
lingagentwasdiscussedbasedonitsanti—staticcharacteristic,natureoffriction,etc.duringtextilecourse.Experimental
resultsshowedthatampho?-surfactantgavegoodanti
—?staticcharacteristictoECDP,andfiberspinnabilitywasdirectlyinflu?-
encedbynatureoffrictionofECDP.TheTDY一3oilingagentwasspeciallypreparedforECDP,anditcouldgiveexcellent
spinnabilitytoECDP.
Keywords:easycationicdyeablePETstaplefiber;oilingagent;spinnability;anti—static;natureoffriction
随着合成纤维应用范围的不断扩大和纺丝技术
的发展,各种具有高附加值的差别化纤维,即所谓第
二代合成纤维,在近20年来不断得到开发与应用.
其中阳离子改性涤纶尤为突出.阳离子可染聚酯短
纤维(ECDP)是在PET大分子的链段中引用了第三
单体1,3一二甲酸双羟己酯一5一苯磺酸钠(SIPE)和第
四单体(脂肪族或芳香族二羧酸及其衍生物/脂肪
族或芳香族二元醇及其衍生物),改变了PET分子
链的规整性与结晶性能,增大了非晶区,改善了非晶
区大分子活动性能,使阳离子染料易于进入纤维内
部并与更多的磺酸基染座结合,实现了与羊毛,聚丙
烯腈纤维等混纺并同浴染色,是混纺织物的理想原
料
与普通PET聚酯短纤维相比,ECDP纤维的纤
度大,纤维长,净表面积小,纤维表面粗糙度大,
要求
对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗
油剂的铺展速度快,油膜强度高;而在纺纱梳理过程
中,由于有磺酸基的存在,易产生静电而导致抱合困
难,容易出现堵喇叭口和缠辊等现象,所以要求油剂
增加纤维与纤维的静摩擦系数,降低纤维与金属的
摩擦系数?.
l参数测定
1.1摩擦系数
用Y151型摩擦系数测定仪测定纤维的摩擦系 数,测试温度24~C,相对湿度60%,速度220转/ min,含油率0.3%.
收稿日期:2005-07—15
作者简介:邱海昌(1966一),男,
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
师,长期从事化工和化纤的研究工作.
2005年8月21日邱海昌:阳离子可染涤纶短纤维油剂TDY一3的研究及应用.19?
1.2比电阻
用YG321型纤维比电阻仪测定纤维的比电阻. 纤维重量15g,测试温度25?,相对湿度65%. 1.3润湿速度
采用帆布沉降法测定油剂的润湿速度,1% 油剂乳液,测试温度30Cc.
1.4耐热性
取2g油剂在160Cc烘箱中处理2h,测油剂的热 失重率.
1.5乳液稳定性
在30Cc恒温下观察10%油剂乳液静置48h无 沉淀,浮渣者,乳液稳定性好.
2结果与讨论
2.1抗静电性与纤维可纺性
通过反复多次梳棉,测定纤维在梳棉过程中所 产生的动电压,反映了不同抗静电剂在纤维实际加 工过程中的实施效果,如图1所示.
图1纯纺ECDP动电压的变化情况
图1中数据表明,阳离子抗静电剂和双子型磷 酸酯在ECDP纯纺时有较好的抗静电性.其中,双
子型磷酸酯经过三次梳理动电压接近于0,而普通 烷基磷酸酯单独使用时,经过三次梳理动电压为1, 2KV.阳离子抗静电剂由于对金属材料的腐蚀性, 而且与某些染料易产生染斑,因此在配方中不宜 采用.而对于ECDP纤维,两性表面活性剂的抗静 电效果可与阳离子表面活性剂相媲美.它可与 任何离子型染料,荧光增白剂,表面活性剂同时使 用,且耐热性良好,抗静电性持久.双子型磷酸酯表 面活性剂是新型的抗静电剂.它的分子结构中含有 2个亲水基,和2个疏水基.这一特殊的分子结构 使其具有较高的表面活性,优异的抗静电性,而且与 其他各类表面活性剂的配伍性好,生产上较容易实 现.因此在配方中采用适量的两性抗静电剂,与双 子型磷酸酯盐复配使用可产生较好的协同效应. 2.2摩擦特性与纤维可纺性
油剂对于纤维的表面性能改善,最重要的就是
静摩擦系数越低, 调节静动摩擦系数,一般情况下,
则纤维束和织物越容易具有柔软的手感;而纤维与 金属之间较低的动摩擦系数则是纤维良好可纺性的 保证.
2.2.1不同短纤维混配对可纺性的影响
纤维的摩擦性质可决定纤维之间相互滑动的难 易程度,在纤维的机械加工如梳理,纺纱过程中起重 要作用,是考察油剂可纺性好坏的重要环节.ECDP 与毛混配,一般来说,纯毛的摩擦系数较低,ECDP 的摩擦系数应稍高才能获得较好的可纺性.实验证 明,ECDP/毛混纺时,ECDP纤维适宜的摩擦系数范 围为0.35,0.45.
2.2.2不同规格纤维的摩擦性能
不同规格纤维的摩擦性能如表l所示.
表1不同规格纤维的摩擦性能比较
由表1可知,在使用相同油剂的情况下,纤度增 大,纤维的比表面积降低,黏着性下降,使纤维与金 属的摩擦系数减小;而纤维与纤维的静摩擦系数正 好相反,纤维的长度增加使纤维与纤维之间的摩擦 面增大,静摩擦系数增大,纤维抱合力提高. 2.2.3不同纤维截面对可纺性的影响
ECDP/腈纶混纺时,若与干法腈纶混配纺纱时, 由于干法腈纶的纤维截面呈哑铃型,纤维的抱合性 较差,对ECDP的抱合性要求要高一些.若与湿法 腈纶混纺,则抱合力没有特殊要求,因为湿法腈纶纤 维的截面同ECDP的纤维截面相同,均为圆形截面. 表2为不同纤维的抱合力值.
表2ECDP纤维同腈纶纤维的抱合力值
由于不同纤维的抱合力特性 从表2可以看出,
不同,如果ECDP短纤维与抱合力不足的纤维混纺, 必须通过油剂来改善纤维的抱合力,提高纺纱的可
?20?精细与专用化学品第13卷第16期 纺性
2.2.4纤维的静动摩擦系数?与牵伸均匀性的 关系
纺纱加工的许多工序都有牵伸,为确保质量,牵 伸的均匀性相当重要,它取决于设备状况,纤维长 度,卷曲状况及纤维的摩擦特性.其中纤维的摩擦 系数是关键,如表3所示.
表3纤维的静动摩擦系数?与牵伸均匀性的关系 由表3可知,?值越小,纤维的牵伸均匀性越
差.
2.3油剂的黏着性与可纺性
由于ECDP本身吸湿性强,粘罗拉问题比较突 出.所以在高温高湿时应选用黏着性小的油剂.一 般来说,油剂中磷酸酯含量偏高,高温高湿时容易发 生缠绕现象,应适当增加非离子组分可以减少黏着 性;同时应避免在油剂中使用具有增黏作用的单体. 低温低湿条件下,磷酸酯的抗静电性不好,特别 是对于ECDP/毛混纺时,抗静电性更显不足.因 此,不仅要采用复合型的双子磷酸酯盐的抗静电剂 系列,而且也需加入一些特殊结构的两性表面活性 剂配合使用,方可解决上述问题.
2.4ECDP专用油剂
2.4.1组成
为了满足生产需要,天津石化公司与天津工业 大学高新技术实业公司共同开发ECDP专用纺丝油 剂.根据ECDP短纤维的可纺性要求,以双子型磷 酸酯盐,两性表面活性剂,并辅以非离子表面活性 剂,特种添加剂研制出TDY一3型ECDP专用油剂. 2.4.2油剂性能
TDY-3型ECDP专用油剂的性能如表4所示. 由表4可见,TDY一3油剂原油,乳液稳定性好, 抗静电性优异;纤维的F/M动摩擦系数小,说明油 剂具有良好的平滑性;F/F之间的静摩擦系数适宜, 适用于与毛混纺;?较大,因而在纺丝过程中牵伸 均匀性好.
表4TDY一3型ECDP专用油剂的性能 项目TDY一3
外观
有效成分含量
pH(浓度为1%)
乳液稳定性
润湿性/sec
比电阻/(n'cm)
摩擦系数F/MIts
F/MLLd
摩擦系数F/FIts
F/FLLd
?LL
2.4.3浓度对ECDP油剂黏度的影响 30~C时,ECDP油剂黏度一浓度变化曲线如图2 所示.
5000
4000
妄3000
嘏2000
i000
0
图2ECDP油剂黏度一浓度变化曲线 由图2可知,在油剂浓度变化过程中,黏度没有 转折点,说明在纺丝过程中由于水分挥发,黏度虽然 有变化,但不会引起缠辊现象.
2.4.4温度变化对ECDP油剂黏度的影响 浓度为8%,从30~C开始,ECDP油剂黏度一温度 变化曲线如图3所示.
图3ECDP油剂黏度一温度变化曲线 由图3可知,在10~C的温度差内,油剂黏度变 化很小,因此对纺丝张力的影响不会很大,可以保证
具有良好的可纺性.
2.4.5应用情况
TDY一3油剂经化纤厂使用,纺丝过程中无缠辊, 断头,纤维的优质品率达98%.在毛纺厂加工时, ,一,一,一,一,一
2005年8月21日邱海昌:阳离子可染涤纶短纤维油剂TDY-3的研究及应用?2I?
可梳性良好,无粘卷,缠辊现象,可纺性好,完全 满足化纤厂和纺纱厂的生产
工艺
钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程
要求.应用情况见 表5.
表5应用情况
项目指标
纤度/dtex
长度/mm
断裂强度/(eN/dtex)
断裂伸长率/%
比电阻/(Q?em)
含油率/%
333
102
2.85
43
4.72×10
0.26
3结论
(I)双子型磷酸酯盐和两性表面活性剂对于 ECDP纤维具有良好的抗静电性,二者复配使用具 有良好的协同效应.
(2)ECDP纤维的摩擦特性直接影响纤维的可
纺性;在与毛混纺时,ECDP纤维的摩擦特性应比普 通聚酯/棉混纺大些;纤维与纤维之间的动静摩擦系 数差?直接影响到纺丝的牵伸均匀性,?越大 牵伸均匀性越好.
(3)TDY.3型油剂具有较好的可纺性,抱合性, 能满足生产要求.口
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(上接第10页)
OCH5
DHj
}————
\
NO
I
N0?
?
H5
C2H5
0H
图2脱乙氧基的反应机理
N0-
?
OC2H5
5结论
以邻苯二酚为原料,通过乙基化,硝化,再利用
乙二醇单乙醚作为溶剂脱乙氧基,最后通过催化氢
化得到产物2-乙氧基_4.氨基苯酚.此方法操作简
便,反应条件温和,收率较高(60.5%),是一种在实
验和工业中都值得推广的合成方法.口
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zenesandtheirpreparation[P].GB898045,1962-06-06
(上接第17页)
4结论
使用三元RaneyNi催化剂RTH.3II进行麦芽
糖加氢,当反应温度为I20,130~C,压力为9,
10MPa,pH值为8.0,剂糖质量比为5%,反应时间
为I20,150min时,转化率可达98.8%以上,且产
品色度好.口
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