袁 軍,陳 鵬,徐 軍,鄭 敏,陳 卓

(武漢工程大學湖北省新型反應器與綠色化學工藝重點實驗室,湖北 武漢 430074)

0 引 言

防靜電工作服[1]是一種適用于電子、光學儀器、制藥、微生物工程、精密儀器等行業(yè)的具有無塵和抗靜電性能的特種工作服,其衣料一般是嵌織導電絲的合成纖維織物.這種防靜電織物一般是由含金屬或有機導電材料的防靜電合成纖維交織而成,在石油工業(yè)、礦冶工業(yè)、化學工業(yè)、電子工業(yè)和一些特種工業(yè),如:原子能、航天航空、兵器等廣泛使用[2],其價格比普通纖維制作的服裝昂貴.但是,在涂料、染料工業(yè)中,特別是汽車噴漆行業(yè)車間,防靜電工作服難免被油漆、染料污染,一旦被污染,簡單的清洗根本解決不了問題.為了解決此類問題,本文通過大量的實驗,針對不同油污專門研制了一種酪素隱形膠膜乳液[3-4],或稱易擦除防護乳液.將該乳液涂敷在工作服上,室溫干燥后形成一層水溶性防護膜,一旦被各種油污污染,只需要用水沖洗,即可除去污染物,不用添加任何洗滌劑.

1 實驗部分

1.1 主要儀器及試劑

數顯恒速直流攪拌機(上海標本模型廠),AL204電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司].干酪素(化學純,上海伯奧生物科技有限公司),無水碳酸鈉(分析純,天津市博迪化工有限公司),聚乙烯醇(分析純,中國醫(yī)藥集團上海試劑公司),甘油(分析純,中國醫(yī)藥集團上?；瘜W試劑公司),成膜助劑(自制).各種汽車油漆,神龍公司提供.

1.2 實驗步驟

1.2.1 膠膜溶液的制備 在恒溫磁力加熱攪拌器上放置一個燒杯,向其中加入一定量的水和聚合物成膜助劑,攪拌升溫至95 ℃,保溫30 min,使其完全溶解.降溫至(75±2) ℃,慢慢加入酪蛋白、無水碳酸鈉及一定量的水,攪拌均勻,攪拌45 min,再加入防腐劑、增塑劑,攪拌10 min,則制得酪素隱形膠膜乳液.

1.2.2 噴涂成膜 將所配溶液噴涂于潔凈的工作服表面,室溫懸掛,晾干成膜.

1.2.3 污物洗滌 將實驗所用各種油漆涂抹于成膜后的衣物試片表面,常溫晾干.觀察試片背面是否出現滲透,并將試片用清水洗滌.

1.2.4 膠膜溶液的優(yōu)化 為確定膠液組成對成膜后性能的影響,采用L9(34)正交實驗設計,考察酪蛋白、助溶劑、聚合物成膜助劑和增塑劑的重量百分比濃度為四個主要影響因素.因素水平見表1.按L9(34)正交表進行實驗,其實驗結果見表2.

表1 L9(34)正交實驗因素水平表

1.3 性能評價

1.3.1 溶液外觀及成膜質量 常溫放置12 h,觀察所配溶液是否均一、穩(wěn)定,有無分層現象;噴涂成膜后觀察膜的完整性、透明性和流掛情況,以膜均勻、透明、邊緣無收縮、無明顯流掛為優(yōu).

1.3.2 抗?jié)B透性及洗滌效果

以空白實驗作為參考標準,觀察噴涂成膜后滲透過布料污點面積的多少和洗滌后污物殘留面積的多少.

對溶液外觀及成膜質量、抗?jié)B透性及洗滌效果的評價均分為五個等級,按優(yōu)劣次序依次記分,分值分別計為5、4、3、2、1.

表2 水溶性隔油膜的性能評價結果

2 結果與討論

2.1 聚合物成膜助劑的選擇

不同高分子聚合物成膜助劑對膜的形成質量及抗?jié)B透性有較大影響,本實驗對三種不同成膜助劑進行比較,結果如表3.

表3 聚合物成膜助劑的性能比較

由上表可知,成膜助劑3所形成的膜較完整、均勻,抗?jié)B透實驗證明其抗?jié)B透性良好.

2.2 最佳配方的確定

將表2所得各項性能的數據乘以各自的權重,再相加便得到綜合評分.選擇外觀權重為10%,抗?jié)B性權重為40%,洗滌效果權重為50%,設綜合得分為Mi,則:

Mi=外觀評分×10%+抗?jié)B性評分×40%+洗滌效果評分×50%

Mi的大小反映了隔油劑的綜合效果.值越大表示綜合效果越好,反之,綜合效果越差.其結果見表4.

由表4所示,各因子的級差比較為RB>RC>RA>RD,可見各因子水平對產品的綜合效果影響的順序依次是助溶劑、聚合物成膜助劑和酪蛋白,增塑劑的影響最小.第5號實驗所得產品綜合得分最高,為5分.正交試驗所得的適宜的工藝條件為A2B2C3D1.

表4 隔油膜正交試驗結果

實驗的因子水平與各水平平均綜合效果得分K的關系見圖1.

圖1 因素水平與K值的關系

助溶劑和酪蛋白在所選取的水平范圍內均先升后降,存在一個較優(yōu)值.助溶劑的含量主要對膜的隔油效果有較大影響.助溶劑含量過低,隔油效果較差;含量過高,成膜不均勻,抗?jié)B透性減弱.由于該實驗所用酪蛋白溶解性較差,故其含量過高,所配溶液久置易分層,噴涂效果較差且成膜不透明易流掛;含量過低,膜的抗?jié)B透性較差.在所取水平內,K值隨聚合物成膜助劑含量的增加有所增大.聚合物成膜助劑含量的增加,使得所配溶液的成膜性提高,膜較完整且增加了膜的抗?jié)B透性;含量過高,所配溶液室溫時會凝膠成凍.因此,聚合物成膜助劑含量不易過高,在所取水平內選此最優(yōu)值為佳.

3 結 語

a.本實驗研制了一種環(huán)境友好型液膜隔油劑,可廣泛應用于油漆、機械.餐飲等從業(yè)人員的工作服的隔油防護,簡單易洗,性能良好,提高了工作效率.

b.選擇了一種聚合物成膜劑,提高了液膜的抗?jié)B透性,并降低了應用成本.

參考文獻:

[1]施楣梧,南燕.有機導電纖維的結構和性能研究[J].毛紡科技,2001,1:5.

[2]陳振洲,陳慕英,陶再榮.開發(fā)防靜電功能針織服裝面料的工藝研究[J].針織工業(yè),2002,4:29.

[3]李運濤,王廷平,楊軍勝.改性酪素涂飾劑的研制及應用表征[J].中國皮革,2007,36(7):37-39.

[4]牛犇,廣忠勇,王愛霞.干粉酪素膠的研制[J].中國膠粘劑,2008,17(5):20:23.