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        單烷基醚磷酸酯鉀鹽對粘膠短纖維油劑性能影響研究

        2021-12-31 03:53:11王愛文
        科學咨詢 2021年29期
        關(guān)鍵詞:油劑短纖維粘膠

        王愛文

        (三友遠達纖維有限公司 河北唐山 063100)

        一、關(guān)于單烷基醚磷酸酯鉀鹽

        單烷基醚磷酸酯鉀鹽(PE939,Potassium monoalkyl-ether phosphate)屬于醇醚型非離子改性的磷酸酯型表面活性劑,本身呈黃色、無色,由于含有磷原子,導(dǎo)致其電解質(zhì)相容性突出,且具有良好的抗靜電性,可以用于化纖、紡織、造紙及化妝品行業(yè)[2]。

        二、實驗開始

        (一)原料及設(shè)備

        原料選擇:單烷基醚磷酸酯鉀鹽、表面活性劑、粘膠短纖維(1.65dtex);設(shè)備選擇為:BZY-2型全自動表面張力儀、纖維比電阻儀(YG321)、掃描電子顯微鏡(Flex SEM1000)、傅里葉變換紅外光譜儀(PerkinElmer Frontier)。

        (二)試樣制備

        采用的礦物油、表面活性劑、配合質(zhì)量分數(shù)分別為0.5%、10%、15%、20%的單烷基醚磷酸酯鉀鹽混合,控制混合溫度為45-55℃,以磁力攪拌形式,攪拌120mins左右,配置為粘膠短纖維油劑[1]。將去離子水加入到油劑當中,控制去離子水為65℃,配置為1%、10%混合液,攪拌均勻,靜置乳液。保持乳液溫度為65℃,未上油的粘膠短纖維置于乳液內(nèi),持續(xù)3mins,之后取出粘膠短纖維,瀝出乳液,瀝干后置于干燥箱,調(diào)整溫度120℃,烘燥一個工作日(8h),得到充分上油處理完畢的粘膠短纖維,做好標記,便于后續(xù)分析、。未上油的粘膠短纖維標記1#,經(jīng)10%乳液處理的粘膠短纖維分別標記為2#、3#、4#、5#、6#;經(jīng)1%乳液處理的粘膠短纖維分別標記為2’#、3’#、4’#、5’#、6’#。

        (三)測試

        表面觀察:采用掃描電子顯微鏡對粘膠短纖維(未上油)放大觀察,分別在200、1000、5000倍下觀察;

        紅外光譜分析:采取傅里葉變換紅外光譜儀,對0%、5%、20%質(zhì)量分數(shù)的單烷基醚磷酸酯鉀鹽油劑試樣分析。

        三、實驗結(jié)果

        (一)粘膠短纖維表面觀察

        沒有經(jīng)過上油處理的粘膠短纖維表面并不規(guī)則,展示出不規(guī)則圓柱的狀況,此時其表面存在較大的相對、絕對運動,導(dǎo)致在加工過程中容易出現(xiàn)較大的摩擦力。對初生粘膠短纖維經(jīng)過紡絲、凝固浴固化等加工,發(fā)現(xiàn)其絲條發(fā)澀。究其原因,主要是受不規(guī)則形貌產(chǎn)生動靜摩擦所致。摩擦起電后,產(chǎn)生靜電,將對粘膠短纖維的正常加工造成影響。因此,要考慮如何采取措施控制靜電的產(chǎn)生。這里以粘膠短纖維油劑支持,通過在纖維表面覆膜的方式,大大提高纖維自身潤滑性,以此提高抗靜電效果。

        (二)紅外光譜分析結(jié)果

        結(jié)合紅外光譜的分析結(jié)果,發(fā)現(xiàn)在持續(xù)增加單烷基醚磷酸酯鉀鹽質(zhì)量分數(shù)的背景下,單烷基醚磷酸酯鉀鹽其紅外吸收峰營業(yè)發(fā)生一定變化,主要在1245cm-1-1094cm-1之間波動,仔細觀察波動,發(fā)現(xiàn)左右峰的強度明顯增加[2]。若單烷基醚磷酸酯鉀鹽其質(zhì)量分數(shù)為0,觀察紅外光譜結(jié)果,發(fā)現(xiàn)仍然存在吸收峰,且吸收峰位于1245cm-1-1094cm-1之間。造成該現(xiàn)象的原因,主要是油劑試樣內(nèi)含有多種表面活性劑,如環(huán)氧乙烷等,導(dǎo)致出現(xiàn)特殊的表面活性劑特征吸收峰。

        (三)單烷基醚磷酸酯鉀鹽對粘膠短纖維油劑表現(xiàn)張力的影響

        試樣最高值,達72.02mN·mm-1,經(jīng)油劑處理后的試樣均值小于35mN·mm-1,故經(jīng)處理后的粘膠短纖維潤濕性、滲透性突出。也就是說,值直接關(guān)系到粘膠短纖維生產(chǎn)內(nèi)的上油速度、在實際生產(chǎn)中,注重增加單烷基醚磷酸酯鉀鹽濃度,分析值,發(fā)現(xiàn)變化較小,基本可忽略不計。究其原因,主要是在生產(chǎn)中,油劑還有各種表面活性劑,多種活性劑作用影響下,可降低值。換言之,僅僅通過增加單烷基醚磷酸酯鉀鹽并不會影響值。

        四、結(jié)束語

        綜上所述,經(jīng)添加單烷基醚磷酸酯鉀鹽后,油劑抗靜電性能大大增加,10%油劑質(zhì)量分數(shù)背景下,控制單烷基醚磷酸酯鉀鹽的質(zhì)量分數(shù)處于0-20%,在此區(qū)間變化,發(fā)現(xiàn)從0-20%的變化過程中,粘膠短纖維值反而隨之下降,最終降低到3.05x10-6/Ω·cm。若油劑的質(zhì)量分數(shù)為1%,發(fā)現(xiàn)單烷基醚磷酸酯鉀鹽的濃度增加,其對粘膠短纖維值的影響不大,數(shù)據(jù)顯示在此背景下數(shù)值低于為上油處理的粘膠短纖維。也就是說,單烷基醚磷酸酯鉀鹽對粘膠短纖維油劑、值的影響不大,基本可以實現(xiàn)纖維生產(chǎn)中的快速上油,促進相關(guān)生產(chǎn)科學開展。

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