聚酯纖維抗靜電改性研究進(jìn)展

聚酯纖維抗靜電改性研究進(jìn)展

采用聚酯纖維（絲綢）廣泛應(yīng)用于服裝、家具等行業(yè)。然而聚酯纖維的大分子間以共價(jià)鍵相互連接,不能電離,也不能傳遞電子和離子,另外其分子基團(tuán)極性較小,屬于疏水性纖維,從而易產(chǎn)生靜電標(biāo)準(zhǔn)狀況下的普通合成纖維的體積比電阻為101聚酯纖維的制備聚合階段改性主要是利用共聚法,即在合成聚酯時(shí)加入親水性單體或抗靜電劑等改性組分,使其與聚酯單體通過(guò)共聚來(lái)增強(qiáng)聚酯材料本體的電導(dǎo)率,從而提高聚酯纖維的抗靜電性能但是,聚乙二醇的附著性差,易噴出,所以通常要加入第二抗靜電改性組分—磺酸鹽或無(wú)機(jī)鹽,以改善PEG與PET的相容性,另外還可以加入導(dǎo)電聚合物(如納米級(jí)金屬氧化物),使其與抗靜電劑起到協(xié)同抗靜電作用。張國(guó)強(qiáng)等采用共聚法制得的聚酯纖維不僅具有理想的抗靜電性能,而且耐久性良好,但此方法還存在一定的局限性。因?yàn)樵诰埘ズ铣蓵r(shí)引入其他化合物需要改變聚酯合成工藝流程,面對(duì)眾多的聚酯產(chǎn)品,此方法普遍適應(yīng)性較差,且成本較高,所以尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。2抗靜電改性紡絲階段改性可以通過(guò)在紡絲熔體中以某種形式(如母粒等)加入親水性化合物或抗靜電劑等改性組分,以改善纖維的抗靜電性能;亦可以通過(guò)改變紡絲設(shè)備來(lái)提高纖維的吸濕性,從而提高纖維電導(dǎo)率,達(dá)到抗靜電效果。2.1抗靜電聚酯纖維共混改性通常是添加具有導(dǎo)電性能的有機(jī)或無(wú)機(jī)物,并通過(guò)對(duì)其進(jìn)行表面處理等方法,改善其在聚酯基體中的相容性等,提高體系的導(dǎo)電率,再經(jīng)紡絲制得抗靜電聚酯纖維。早期,通常采用PEG等多元共混體系來(lái)實(shí)現(xiàn)抗靜電性能。仲蕾蘭等隨著時(shí)代發(fā)展,碳納米管(CNTs)因具有優(yōu)良的力學(xué)性能、電性能和電磁性能共混改性無(wú)需改變聚酯合成的工藝流程,易于調(diào)整,且制備的抗靜電聚酯纖維持久性較強(qiáng)。另外,共混改性可選擇的抗靜電材料種類(lèi)較多,但這些材料與聚酯的相容性較差,會(huì)引起材料的表觀和機(jī)械性能下降。2.2非圓形截面纖維“異形”是相對(duì)于圓形而言,即在纖維生產(chǎn)中,通過(guò)改變噴絲板孔型或紡絲工藝條件來(lái)生產(chǎn)制造各種非圓形截面的纖維。目前,異形截面纖維至少有數(shù)十種,如扁平型、三角形、L型、C型、啞鈴型、十字形等異形截面纖維具有很多優(yōu)點(diǎn),如吸水性強(qiáng)等。相對(duì)于圓形截面纖維,異形截面纖維的比表面積增大,吸水性增強(qiáng),纖維的抗靜電性能也隨之提高。李翠芳等3然后對(duì)纖維或織物進(jìn)行分類(lèi)3.1表面處理的改革表面處理改性即對(duì)纖維或織物進(jìn)行表層改性,不引起聚合物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化,可大致分為3類(lèi):表面涂覆改性、等離子體改性、堿減量改性。3.1.1吸濕與抗靜電結(jié)合顧名思義,表面涂覆改性即在纖維表面涂覆表面活性劑類(lèi)抗靜電劑,從而提高纖維的吸濕性,降低表面電阻,改善纖維的抗靜電性能。呂景春等此方法操作簡(jiǎn)單,成本較低,所以目前仍被廣泛采用。常規(guī)表面涂覆方式制得的聚酯纖維雖滿(mǎn)足抗靜電要求,但抗靜電效果難以長(zhǎng)久保存,不耐水洗,且在低濕度環(huán)境中無(wú)法起到抗靜電效果。3.1.2等表面改性等離子體表面改性是通過(guò)等離子體處理以及在材料表面進(jìn)行等離子體接枝來(lái)改變材料表面結(jié)構(gòu)的一種表面處理方法3.1.3滌綸織物的過(guò)程堿減量處理是指在高溫和較濃的燒堿溶液中處理滌綸織物的過(guò)程。堿處理可改變纖維的表面形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu),使纖維表面受到刻蝕而產(chǎn)生微坑,形成孔隙,利用毛細(xì)吸水原理提高纖維吸水率3.2摻雜法聚苯胺體系表面接枝改性是利用熱引發(fā)、紫外線(xiàn)、高能射線(xiàn)等,使纖維聚合物與親水性單體接枝聚合的方法聚苯胺具有特殊的電學(xué)、光學(xué)性質(zhì),經(jīng)摻雜后可使聚合物具有導(dǎo)電性及電化學(xué)性能。Kutanis等經(jīng)表面接枝處理后,聚酯纖維的抗靜電性能得到明顯提升,且耐久性較好,但織物手感較差,設(shè)備投資費(fèi)用較大,且對(duì)空氣濕度有很強(qiáng)的依賴(lài)性,目前尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。3.3石墨烯抗靜電整理的作用機(jī)理嵌織式抗靜電織物是在織物中等間距地置入導(dǎo)電纖維,利用導(dǎo)電纖維的靜電誘導(dǎo)/電暈放電/泄露等作用的綜合效果石墨烯是一種新型碳材料,具有獨(dú)特的二維納米結(jié)構(gòu),電子傳輸率高、導(dǎo)電性能優(yōu)越、機(jī)械強(qiáng)度非常高,所以在聚合物中添加少量石墨烯便可獲得優(yōu)良抗靜電效果。于偉等4目前存在的問(wèn)題綜上所述,在制備聚酯纖維的不同階段都可以對(duì)其進(jìn)行抗靜電改性,但是