DCCA

羊驼毛抗静电整理

瞿星;王华;骆青;Enock

【摘要】为了解决羊驼毛在生产和服用中的静电危害,以及针对羊驼毛抗静电处理

效果的显著性和耐久性提升问题,采用剥除鳞片层和抗静电剂处理的方法提高羊驼

毛的抗静电性能,并对处理后的羊驼毛进行20次皂洗.通过测试抗静电处理及皂洗

前后羊驼毛的比电阻、半衰期、感应静电电压、SEM变化研究抗静电效果.结果表

明:抗静电剂处理后羊驼毛的抗静电性能显著提升,在SEM下观察得知,羊驼毛鳞片

层被连续性薄膜覆盖,洗涤后抗静电效果会略微下降;剥除鳞片层后羊驼毛抗静电性

能有较大提升,且洗涤后静电效果保持不变.说明抗静电剂能够使羊驼毛获得显著的

抗静电效果,但是并不耐久,而剥除鳞片层能够让羊驼毛获得一定程度的抗静电效果,

且属于永久处理.

【期刊名称】《毛纺科技》

【年(卷),期】2018(046)008

【总页数】5页(P38-42)

【关键词】剥除鳞片;抗静电剂;皂洗;耐久性

【作者】瞿星;王华;骆青;Enock

【作者单位】东华大学纺织学院,上海201620;东华大学研究院,上海201620;东华

大学研究院,上海201620;东华大学研究院,上海201620

【正文语种】中文

【中图分类】TS193

羊驼毛光泽柔和、耐磨耐皱、色彩鲜艳，是御寒保暖的高档毛制品原料。羊驼毛的

比电阻约为1×109Ω，属于不良导体，但低温干燥的环境往往会引起毛制品纤维

间相互缠绕、摩擦，最终导致静电现象的频繁发生。静电现象不仅影响羊驼毛制品

的穿着，还会使毛织物在特殊环境下的使用受到限制，比如航空航天、石化、医疗、

水利电力工程等对防静电要求较高的区域，甚至因静电沾污造成的人体不适和细菌

病毒的滋生也会严重降低其服用价值。因此，无论是从满足消费者的需求出发，还

是从特定行业要求来看，在不破坏织物性能和制品独特风格的前提下，对于羊驼毛

的抗静电整理研究具有重要意义[1-3]。

目前，关于羊驼毛的抗静电处理方法主要分为：①直接在羊驼毛表面涂覆抗静电剂。

涂覆在纤维表层的表面活性剂会紧紧覆盖在鳞片层和毛干上，并在纤维表面形成一

层亲水性极佳的高分子连续性薄膜，以此提升纤维吸湿性，从而达到改善抗静电的

效果，由于抗静电剂自身能电离，且能够让纤维变得光滑平顺，降低摩擦带来的静

电危害，并且绿色环保、操作简单、节约成本，因此在实际工业中，抗静电剂应用

广泛[4-6]。②剥除羊驼毛鳞片层。剥除鳞片不仅可以改善羊驼毛的防缩性和染色

性能，而且对于其抗静电也有很大程度的提升，这是由于鳞片层的去除直接降低纤

维间的摩擦效应，纤维光滑平顺，在生产和服用中摩擦起电产生的电压大大降低，

且相对于抗静电剂的整理方法，属于永久性抗静电[7-9]。

国内外市场上，抗静电剂种类繁多，但是大多集中于化纤和塑料的抗静电整理，而

关于毛纤维的抗静电整理剂品种相对较少，并且大多属于混纺毛织物的抗静电剂

[10]。另外，由于抗静电剂的品种不同，会造成整理后的毛织物抗静电效果和耐久

性不同。因此合理的选择抗静电剂品种、开发新型高效耐久型的抗静电剂、专用毛

纺抗静电剂整理的方法成为高档毛纺面料抗静电整理的研究方向[11-13]。

本文选用不同品种的专用毛织物抗静电剂对羊驼毛进行抗静电整理，通过测试整理

前后羊驼毛纤维及织物的静电特性(半衰期、静电电压、体积比电阻)分析不同抗静

电剂品种对羊驼毛静电效果的影响。然后，用中性皂洗剂对整理过的羊驼毛织物进

行20次洗涤，测试羊驼毛带电特性的变化，以研究不同品种抗静电剂对织物抗静

电耐久性的影响。同时，适当剥除羊驼毛表面鳞片层来改善织物的抗静电效果[14-

16]。

1实验

1.1实验材料

羊驼毛纤维：平均长度85.6mm，细度22.3μm，江苏联宏纺织有限公司提供。

羊驼毛纱线：100%纯纺羊驼毛纱线，纱支为15Nm/2(江苏联宏纺织有限公司)。

羊驼毛织物：平纹机织物，经密70根/cm、纬密70根/cm、筘号30、面密度

400g/m2。

1.2实验试剂

抗静电剂整理所用试剂为：阳离子型毛织物专用抗静电剂DK-301(桐乡市永金轻

纺助剂厂)；阴离子型毛织物专用抗静电剂DK(桐乡市永金轻纺助剂厂)；中性抗静

电剂CAB(深圳市弘源化工助剂有限公司)；非离子型毛专用抗静电剂GOON-

881(东莞市嘉宏科技有限公司)、WDCO-STATAPP(淄博维多经贸有限公司)、KJ-

102(宁波市鄞州化工助剂厂)；金属纳米离子型抗静电剂AGS-2YR-001(上海市沪

正纳米科技有限公司)。

剥除鳞片层抗静电整理所用试剂为：Savina16.0L(诺维信生物医药有限公司)；

DCCA(北京市同乐泰化工有限公司)；双氧水(国药集团化学试剂有限公司)、无水

碳酸钠(国药集团化学试剂有限公司)、亚硫酸氢钠(国药集团化学试剂有限公司)、

冰醋酸(国药集团化学试剂有限公司)、平平加O(绿森化工有限公司)。

皂洗剂：中性皂洗剂GOON-505(东莞市嘉宏科技有限公司)。

1.3实验方法

1.3.1抗静电剂整理

羊驼毛纤维具有良好的吸湿性和平衡回潮率，因此在实验和测试前必须将羊驼毛纤

维及织物置于标准温湿度环境(温度(20±2)℃、相对湿度65%±2%)中24h，待达

到吸湿平衡后放入干燥试样袋中备用。纤维均以15g为1个处理单位，织物样品

根据测试要求进行剪切，浴比1∶30。

抗静电整理工艺流程为:冷水浸渍→二轧二浸(轧余率100%、55℃)→预烘(80～

100℃)→焙烘定形(150～190℃、30s)→放置24h测试静电性能。

1.3.2剥除鳞片层整理

蛋白酶剥除羊驼毛鳞片层工艺如图1所示。

图1羊驼毛鳞片层剥除工艺流程图

DCCA氯化处理工艺：冷水浸渍→DCCA氯化处理→40℃温水洗涤冲洗→脱氯→

水洗→调节pH值→净洗、烘干、待用。

皂洗：40～60℃水洗→80℃，GOON-881皂洗→60℃水洗→晾干。

1.4羊驼毛抗静电性能测试

纤维静电性能评定：体积比电阻。反映材料低压泄露电荷特性。织物静电性能评定：

半衰期、静电电压。一般认为织物半衰期越小说明摩擦带电时表面电荷逸散速度越

快，抗静电效果越好。静电电压表征服装与服装相互摩擦时带电总量大小，摩擦静

电电压/感应静电电压值越小，抗静电效果越好。

1.4.1羊驼毛纤维的SEM测试

采用TM3000观察经抗静电剂、蛋白酶、DCCA处理后羊驼毛表面鳞片层的破损

情况。

1.4.2羊驼毛纤维的摩擦因数测试

采用XCF-1A型纤维摩擦因数测试仪对单纤维进行摩擦性能测试，通过高精度测

力传感器测试纤维受摩擦力大小，实时显示摩擦力波动变化曲线，自动计算纤维静、

动摩擦因数及测试过程中摩擦力变异大小。设置参数：预加张力0.1cN，转速

30.0r/min，样本容量20。

1.4.3羊驼毛纤维的体积比电阻测试

采用XR-1A纤维比电阻测试仪对经抗静电处理后的羊驼毛纤维进行测试。测试样

品质量为15g，测试10组体积比电阻并取其平均值。

1.4.4羊驼毛织物的摩擦静电电压半衰期测试

采用YG-401织物感应式静电测试仪，按FZ/T01042—1996《纺织材料静电性

能静电压半衰期的测定》测试织物摩擦静电电压、半衰期。测试条件：温度

20℃，相对湿度30%、40%。

2实验结果与讨论

2.1对羊驼毛鳞片层结构的影响

采用扫描电镜SEM观察经蛋白酶、DCCA、抗静电剂处理后羊驼毛纤维在放大2

000倍时纤维(30μm)的表面鳞片层结构，结果如图2、3所示。

图2剥除鳞片层对羊驼毛表面结构的影响

图3抗静电剂对羊驼毛鳞片层的影响

由图2可以看出：未处理的表面鳞片完整、边缘清晰可见、翘角大、排列紧密；

经蛋白酶处理后纤维鳞片聚集度下降、鳞片纹路不连续性上升、局部鳞片层张开，

但鳞片层未完全剥离；经DCCA处理后纤维鳞片层发生严重降解和钝化。鳞片层

结构破坏明显，纤维表面鳞片几乎全部消失，纤维变得光滑平整。鳞片层模糊不清，

不再结构紧密；经DCCA/蛋白酶处理后纤维鳞片层完全被剥离，表面光滑但并不

平整，纤维变细，且严重受损，毛干很多处出现局部凹陷甚至结构缺失。

由图3可以看出：羊驼毛在涂覆抗静电剂后，鳞片层上会形成一层连续亲水性薄

膜，使得鳞片纹路变得模糊不清，纤维整体光滑平整，只有局部鳞片因没有完全覆

盖而鳞片外翘，尤其是鳞片层间隙处薄膜明显，但整体上，羊驼毛鳞片层保存完好，

棱角分明。唯独用纳米银离子抗静电剂处理过的纤维毛干出现凹陷，结构破损，这

是由于银离子对蛋白质有损害的作用，银离子浓度稍高的情况下会造成纤维毛干的

损伤。

2.2对羊驼毛摩擦因数的影响

抗静电剂整理后，羊驼毛鳞片层表面紧紧覆盖着一层连续性亲水性薄膜，所以变得

光滑平顺，经蛋白酶和DCCA剥除鳞片层处理后，鳞片层几乎全部破损，毛干光

滑平顺，摩擦效应大大降低。具体测试结果如图4所示。

图4抗静电整理对羊驼毛摩擦因数的影响

可以看出：剥除鳞片可以获得良好的摩擦效应(顺逆鳞片摩擦因数的差值/和值，可

以用图中的顺逆鳞片系数差间距大致表征)，并且大大降低羊驼毛鳞片顺逆摩擦因

数。而使用表面活性抗静电剂，由于其在纤维表面形成一层亲水性薄膜，会使纤维

变得光滑平顺，一定程度上造成纤维摩擦因数降低，虽然摩擦效应不如剥除鳞片，

但其柔和的处理方式不会损伤纤维。

2.3对羊驼毛比电阻的影响

通常把标准情况下(相对湿度65%，20℃)电阻达到1×1010Ω·cm的纤维称为抗

静电纤维。一般合成纤维比电阻均在1×1013Ω·cm以上，而毛类纤维在1×1011

Ω·cm左右。由于毛类纤维吸湿性极好但却经常使用在干燥寒冷的户外环境中，因

此其比电阻变化幅度大，测试结果如图5所示。

图5抗静电整理后羊驼毛体积比电阻值

可以看出：与未经处理的羊驼毛纤维相比(体积比电阻1.5×1010Ω·cm)，使用抗静

电剂处理后，纤维体积比电阻值直接下降了103～105倍。其中毛专用抗静电剂

WDCOSTATAPP和GOON-881以及纳米银离子处理效果最好。而经蛋白酶和

DCCA处理过后的纤维体积比电阻值几乎没什么变化(蛋白酶处理后

1.4×1010Ω·cm、DCCA处理后1.3×1010Ω·cm)。说明抗静电剂的处理能够在纤

维表面形成连续的亲水性薄膜，光滑的表面同时减少鳞片摩擦，最终带来良好的抗

静电效果。

2.4对羊驼毛抗静电性能的影响

鳞片层对静电的影响：羊驼毛表面鳞片层瓦状的特殊结构使其表面因粗糙不平而不

利于纤维摩擦静电电位；另一方面，由于毛纤维鳞片层是由角蛋白质、脂质和碳氢

化合物构成，使其具有很好的疏水性，因此羊驼毛是一种表面具有极好疏水性的亲

水性纤维，导致表面比电阻增大，电荷极不容易逸散。具体静电半衰期和静电电压

测试结果如图6、7所示。

图6抗静电整理羊驼毛静电半衰期的影响

图7抗静电整理对羊驼毛静电电压的影响

可以看出：鳞片层的剥离使织物静电半衰期得到一定程度降低。与未经处理的羊驼

毛织物相比，直接使用抗静电剂对织物半衰期有明显改善。并且可以看出，阳离子

和毛织物专用抗静电剂WDCOSTATAPP对羊驼毛半衰期有不错的改善。而纳米

银离子抗静电剂由于其可以损伤蛋白质，并且能够在纤维表面形成一层导电亲水膜，

因此其半衰期改善效果也不错。皂洗后，发现羊驼毛半衰期会增加，其中DCCA

和蛋白酶、纳米银离子剥鳞片处理影响不大，抗静电剂水洗20次后，半衰期会略

微回升。说明鳞片层的完整程度直接关系到织物的静电半衰期。皂洗后，剥离了鳞

片层的织物具有耐久性抗静电效果，涂覆抗静电剂方法获得的静电效果会回升，专

用毛纺离子型抗静电剂具有不错的耐久抗静电效果。

抗静电剂的使用会让羊驼毛获得很好的静电效果，静电电压从7000V下降到2

000V，甚至更低达200V；而剥除鳞片的方法同样能让羊驼毛摩擦电压大大降低。

皂洗20次后2种处理方式的静电电压都会增加，这是由于抗静电剂被水洗后，有

部分静电剂被水冲洗走，所以织物表面形成的亲水性薄膜变得不连续，最终造成静

电电压或半衰期的回升。

3结论

①抗静电处理对羊驼毛鳞片层的影响：经蛋白酶或DCCA处理的纤维鳞片聚集度

下降、鳞片纹路的不连续性上升、鳞片层结构破坏明显、鳞片层模糊不清、纤维光

滑平整；经涂覆抗静电剂后，鳞片层上覆盖一层连续亲水性薄膜，使得鳞片纹路变

得模糊不清，纤维整体光滑平整，整体上羊驼毛鳞片层保存完好，棱角分明；说明

剥除鳞片层的方式造成毛干光滑平顺，纤维摩擦因数下降明显，摩擦效应大大降低。

使用表面活性抗静电剂会造成纤维表面覆盖着一层亲水性、导电性良好的薄膜，改

善了羊驼毛亲水性并降低了纤维摩擦效应。

②抗静电处理对羊驼毛比电阻的影响：使用抗静电剂处理后，纤维体积比电阻值下

降了103～105倍，而经蛋白酶和DCCA处理过后的纤维体积比电阻值几乎没什

么变化。说明抗静电剂的处理能够在纤维表面形成连续的亲水性薄膜，光滑的表面

同时减少鳞片摩擦，最终带来良好的静电效果。

③抗静电处理对羊驼毛织物静电性能的影响：鳞片层的剥离使织物静电半衰期得到

一定程度降低。与未经处理的羊驼毛织物相比，直接使用抗静电剂对织物半衰期有

明显改善。而纳米银离子由于其可以损伤蛋白质，并且能够在纤维表面形成一层导

电亲水膜，因此其半衰期改善效果也不错。皂洗后，发现羊驼毛半衰期会增加，其

中DCCA和蛋白酶、纳米银离子剥鳞片处理影响不大，抗静电剂水洗20次后，半

衰期会略微回升。说明鳞片层的完整程度直接关系到织物的静电半衰期。皂洗后，

剥离了鳞片层的织物具有耐久性抗静电效果，涂覆抗静电剂方法获得的静电效果会

因为静电剂的除去而减弱。

参考文献:

【相关文献】

[1]李辉.抗静电剂的改性及性能研究[D].南宁：广西大学,2005.

[2]aticagentforsyntheticpolymermaterialsandmethodofapplication

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

[3]刘尚和.静电理论与防护[M].北京：兵器工业出版社,1999.

[4]张卫玲,张健飞.毛织物抗静电整理及其影响因素[J].纺织学报,2009,30(3):10-15.

[5]KIHY,KIMJH,onmultifunctionalwooltextilestreatedwithnano-

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

[6]郭腊梅.纺织品整理学[M].北京：中国纺织出版社,2005:306-307.

[7]何天虹.羊毛抗静电新途径的研究[D].天津：天津工业大学,2001.

[8]王利平,王译晗.羊毛及其混纺织物的抗静电研究[J].印染,2014(7):30-35.

[9]孙小毅，荫怡芬.提高毛织物抗静电功能的理论和效果探讨[J].纺织科学研究,2001(4):18-23.

[10]DONNAM,BROWNMT,aticwoolpart3:reactivequaternary

ethoxylatedaminesasantistaticagentsforwool[J].TheJournaloftheTextile

Institute,2016(6):356-366.

[11]虞登峰,肖叶群.影响抗静电剂R-TM整理效果的因素探讨[J].印染助剂,2013(1):42-50.

[12]DATYEKV,alProcessingofSyntheticFibersandBlends[M].New

York:WileyInterscience，1984.

[13]吴越,陈雪花.毛织物用抗静电整理剂的研制[J].毛纺科技,2002,30(3):12-16.

[14]孙雅惠,姚金波,肖桂真.抗静电羊毛纤维的可纺性[J].毛纺科技,2011,39(5):32-38.

[15]康红波,李美真.高支羊毛围巾抗静电整理工艺探讨[J].毛纺科技,2015,43(6):38-42.

[16]肖红,曹秀明,杨海军,等.毛涤混纺织物的抗静电性能与吸沾灰现象的探讨[J].毛纺科

技,2010,38(3):1-10.