防靜電工作服水溶性隔油膜的研制

袁 軍,陳 鵬,徐 軍,鄭 敏,陳 卓

(武漢工程大學(xué)湖北省新型反應(yīng)器與綠色化學(xué)工藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(xué)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(dǎo)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(jī)導(dǎo)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(xué)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(jià)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(shí)驗(yàn),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(hù)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(hù)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(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器及試劑

數(shù)顯恒速直流攪拌機(jī)(上海標(biāo)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(xué)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(tuán)上海試劑公司),甘油(分析純,中國醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(xiàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),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(jìn)行實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2.

表1 L9(34)正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

1.3 性能評價(jià)

1.3.1 溶液外觀及成膜質(zhì)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(xiàn)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(shí)驗(yàn)作為參考標(biāo)準(zhǔn),觀察噴涂成膜后滲透過布料污點(diǎn)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(zhì)量、抗?jié)B透性及洗滌效果的評價(jià)均分為五個等級,按優(yōu)劣次序依次記分,分值分別計(jì)為5、4、3、2、1.

表2 水溶性隔油膜的性能評價(jià)結(jié)果

2 結(jié)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(zhì)量及抗?jié)B透性有較大影響,本實(shí)驗(yàn)對三種不同成膜助劑進(jìn)行比較,結(jié)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(shí)驗(yàn)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(xiàng)性能的數(shù)據(jù)乘以各自的權(quán)重,再相加便得到綜合評分.選擇外觀權(quán)重為10%,抗?jié)B性權(quán)重為40%,洗滌效果權(quán)重為50%,設(shè)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(jié)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(chǎn)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(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品綜合得分最高,為5分.正交試驗(yàn)所得的適宜的工藝條件為A2B2C3D1.

表4 隔油膜正交試驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)的因子水平與各水平平均綜合效果得分K的關(guān)系見圖1.

圖1 因素水平與K值的關(guān)系

助溶劑和酪蛋白在所選取的水平范圍內(nèi)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(shí)驗(yàn)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(nèi),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(shí)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(nèi)選此最優(yōu)值為佳.

3 結(jié) 語

a.本實(shí)驗(yàn)研制了一種環(huán)境友好型液膜隔油劑,可廣泛應(yīng)用于油漆、機(jī)械.餐飲等從業(yè)人員的工作服的隔油防護(hù),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(yīng)用成本.

參考文獻(xiàn):

[1]施楣梧,南燕.有機(jī)導(dǎo)電纖維的結(jié)構(gòu)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(yùn)濤,王廷平,楊軍勝.改性酪素涂飾劑的研制及應(yīng)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.