聚酯纖維抗靜電改性研究進展

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,另外其分子基團極性較小,屬于疏水性纖維,從而易產(chǎn)生靜電標準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共聚來增強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—磺酸鹽或無機鹽,以改善PEG與PET的相容性,另外還可以加入導(dǎo)電聚合物(如納米級金屬氧化物),使其與抗靜電劑起到協(xié)同抗靜電作用。張國強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。因為在聚酯合成時引入其他化合物需要改變聚酯合成工藝流程,面對眾多的聚酯產(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;亦可以通過改變紡絲設(shè)備來提高纖維的吸濕性,從而提高纖維電導(dǎo)率,達到抗靜電效果。2.1抗靜電聚酯纖維共混改性通常是添加具有導(dǎo)電性能的有機或無機物,并通過對其進行表面處理等方法,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等多元共混體系來實現(xiàn)抗靜電性能。仲蕾蘭等隨著時代發(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。另外,共混改性可選擇的抗靜電材料種類較多,但這些材料與聚酯的相容性較差,會引起材料的表觀和機械性能下降。2.2非圓形截面纖維“異形”是相對于圓形而言,即在纖維生產(chǎn)中,通過改變噴絲板孔型或紡絲工藝條件來生產(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,如吸水性強等。相對于圓形截面纖維,異形截面纖維的比表面積增大,吸水性增強,纖維的抗靜電性能也隨之提高。李翠芳等3然后對纖維或織物進行分類3.1表面處理的改革表面處理改性即對纖維或織物進行表層改性,不引起聚合物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化,可大致分為3類: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足抗靜電要求,但抗靜電效果難以長久保存,不耐水洗,且在低濕度環(huán)境中無法起到抗靜電效果。3.1.2等表面改性等離子體表面改性是通過等離子體處理以及在材料表面進行等離子體接枝來改變材料表面結(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、高能射線等,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)備投資費用較大,且對空氣濕度有很強的依賴性,目前尚未實現(xiàn)工業(yè)化。3.3石墨烯抗靜電整理的作用機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、機械強度非常高,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目前存在的問題綜上所述,在制備聚酯纖維的不同階段都可以對其進行抗靜電改性,但是