服用性能论文.doc

摘 要本文介绍了抗静电织物的发展状况， 阐述了织物抗静电性能的测试方法 继而对其在生活中的应用进行探讨， 介绍了涤纶织物的抗静电整理及改性技术 , 并分析了各自的优缺点，最后对其发展的前景进行展望。关键词：抗静电； 织物； 整理剂； 应用； 涤纶； 改性 AbstractThis article introduced the development status of Antistatic fabrics.It described the test method of antistatic performance,discussed the application in the life and by renovating to the return air system of PES POY spinning and adding throttles,the return air of 10m floor can be used in winter, so as to reduce the energy consumption and improve the quality of POY .At last,prospected the final prospected of their development.Key words: Antistatic; fabric; finishing agent; application; POY spinning; quench air1. 前言化学纤维，特别是合成纤维，具有许多优异于天然纤维的性能。随着人们生活水平的提高，对纤维制品的消费量越来越大，因而近年来得到了迅速发展和广泛的应用1 ，但是合成纤维在使用过程中易产生静电，由此给工业生产及人民生活带来危害。化纤织物易产生静电， 严重地限制了其使用范围，因此许多工业部门明确规定不允许在易燃易爆的场所穿着化纤类工作服2，为此，抗静电织物的研究也应运而生，随着电子、精密机械等工艺的发展，为保证生产的正常进行和作业的安全，也必将对其应用的化学纤维织物的抗静电性提出更高的要求。 聚酯纤维 ( PET)俗称涤纶, 因其具有机械强度高、耐磨、耐酸碱、不易霉蛀、化学稳定性好等特点, 经过近半个世纪的发展, 产量已居合成纤维的首位。但因其大分子以共价键结合, 极性基团较少, 而且晶区结构紧密, 导致吸湿性差, 公定回潮率只有0.4%。这就造成涤纶织物导电性差、易积聚静电荷,经摩擦易产生静电, 且难以逸散。如外衣织物带电会发生畸态变形且容易缠贴和吸附尘埃;在易燃环境中, 织物摩擦发生火花放电容易引起火灾等等。近几年来, 电子、仪表、通信、医疗等行业对抗静电服装的需求逐年增多。因此,对织物的抗静电整理研究很有必要。传统的抗静电整理是在纤维或织物表面进行的。利用表面活性剂在纤维表面形成一层薄膜,降低纤维的摩擦系数, 减少静电的产生;同时增强纤维表面的吸湿性, 降低纤维表面的比电阻,使已经产生的静电易于逸散,缩短电荷的半衰期,从而达到抗静电的作用 3。涤纶织物抗静电整理大多通过减少或防止静电产生和导去积累的电荷来实现。根据抗静电效力的时间长短划分为非耐久性和耐久性抗静电整理。2. 抗静电剂整理抗静电剂整理是将抗静电剂施加于纤维表面，增加纤维的亲水性，防止静电在纤维上的积聚，抗静电剂品种很多，按其化学组成和结构的不同以及其亲水基能否电离和电离后所带电荷性质的不同，可分为阴离子型、阳离子型、两性型、非离子型和高分子永久型抗静电剂，它通常对纤维具有两种作用 4 。（1）表面离子化这类离子型整理剂受纤维表面层含水的作用，发生电离，形成导电功能而降低静电的积聚。（2）定向排列按纤维不同，整理剂，表面活性剂在织物表面排列不一。对棉而言，整理剂的亲水端吸附于棉表面，而疏水基却向外排列，所以反会增加静电，但对涤纶而言，恰恰相反，疏水基吸附于涤纶的表面，而亲水基却向外排列成一层吸水层，从而提高了导电性，具有抗静电效果。 再如，对涤混纺产品而言，两相抵消不能形成连续性导电层，所以抗静电性也大为降低了，以上两种作用，都和抗静电剂本身的吸湿能力，主观和纤维以及环境含湿率，客观有关，所以同一抗静电剂当客观条件不同，其效果也随着变化5 。（3） 耐久性(永久性)抗静电整理耐久性抗静电整理是近20多年发展起来的整理加工方法。所谓耐久性抗静电整理是指洗涤20次后抗静电效力还不减低的处理。耐久性抗静电整理剂采用的多是含有离子型和吸湿性基团的高分子化合物或者通过交联作用在纤维表面形成不溶性聚合物的导电层。这类抗静电整理几乎都属于树脂整理。 阳离子耐久性抗静电剂 阴离子耐久性抗静电剂 非离子耐久性抗静电剂用 L iCl、MgCl 2、CaCl 2、ZnCl 2、NaCl等水溶液处理纤维可得明显抗静电效果。考虑其耐洗牢度太差,可将其加入树脂工作液中作为抗静电增效剂。如将涤纶织物用含有碱、无机盐(ZnCl 2、AlCI3 )或有机胺及聚合度为4006000的聚乙二醇溶液浸轧处理, 经干热 180或汽蒸,最后彻底洗碱,可获得耐久性的抗静电及防污效果。在生产中应用较为广泛的是非离子型和阳离子型整理剂。阳离子型抗静电剂整理效果较非离子型的好,但非离子型抗静电剂的溶液性能稳定,应用方便,与树脂的相容性好,特别是聚醚酯类嵌段共聚物在涤纶织物上的应用越来越广泛。 3. 织物抗静电性能的测试方法织物抗静电性能的测试通常有以下 6种方法。（1）半衰期法 试样在高静电场中带电稳定后，测定电压衰减一半所需时间，本方法操作简便，数据重现性好，非破坏性测量，但衰减不符合指数规律，与测试电压密切相关。（2）摩擦带电电压法 一定张力下，试样与标准布进行摩擦，测试其最高电压与平均电压，本方法所用试样小，接触压力不充分，误差较大。（3）电荷面密度法 试样经过摩擦后投入法拉弟筒，测试电荷面密度，本方法较好反应实际的穿着特点，能反映织物起电时的电晕放电能力，适于加入导电丝的抗静电织物的测试，但易受人为因素及其在静电电位序列中位置影响。（4）极间等效电阻法 织物试样与接地导电胶版良好接触按规定间距和压力将专门的电极夹持于试样，经短路放电后施加电压，据电流值求得极间等效电阻，在定电压下测出流过样品的电流，从而求得极间等效电阻对静电性能均匀的静电泄漏型织物测量效果好。（5）脱衣时的衣物带电量法按特定方式将工作服与化纤内衣摩擦后脱下工作服，投入法拉第筒，求得带电量 (uc/件)。此法的测试对象限于服装，且对内衣材质未作规定，摩擦手法难于一致，缺乏可比性。（6）工作服摩擦带电量法用内衬锦纶或丙纶标准布的滚筒烘干装置对工作服试样摩擦起电15min,投入法拉第筒，测得工作服带电量uc/ 件 6。以上几种测试方法的测试标准和适用性见表1 图 1 脂肪胺和脂肪酰胺的聚醚衍生物以上所举四类表面活性剂的抗静电性能 , 从全面性能来考虑 , 以阳离子和两性表面活性剂性能最好, 非离子型表面活性剂较差。此外, 还有混合型、有机硅、有机氟、硅氟表面活性剂以及高分子类抗静电剂可用于涤纶织物的抗静电整理。4. 涤纶改性和织物结构对抗静电的影响4.1 抗静电改性涤纶除了利用抗静电剂对纤维或织物进行抗静电整理剂, 国内外已经研发出多种方法对涤纶纤维进行抗静电改性, 主要有以下两种方法。一种方法是在聚合物内部添加抗静电剂进行共混改性 3 。熔融纺丝前,在形成纤维的基体聚合物中加入表面活性剂类抗静电剂或高分子永久型抗静电剂。前者在纤维中有向表面迁移的倾向, 可补充表面受损的抗静电层,是一种半永久性的抗静电方法;后者与基体聚合物以共混或共聚的形式存在,在纤维内部形成亲水的“导电通道”,是一种“永久性”的方法。另一种方法是利用炭黑、金属或金属氧化物与基体聚合物形成抗静电纤维。可以通过添加导电微粉、无电电镀和配成涂饰剂实现。如镀锑的无色氧化锡(Sb /SnO2 )粉末,氧化锌晶须等。此法生产的导电纤维性能稳定、效果优异、耐久性强,不受气候条件限制,是目前最有发展前途的方法 8。4.2 混纺和交织方法适用于涤纶短纤混纺纱外衣织物的加工。但是采用此法的混纺比必须在某一数值以上才能获得最好效果(如5050参照“纤维带电列 ”(图4) ,选择不同纤维和涤纶进行混纺, 也可起到抗静电的作用。这种)。此外, 当混纺针织物同处于带电列位置不同的第三种材料相互摩擦时,对其防静电的效果也不一样。因此,这种方法在使用时受到一定的限制。 图 4 纤维带电列 导电纤维在机织物中的应用已较普遍,相应的研究报道亦较多。相对而言, 导电纤维在针织物上的应用较少。根据产品的不同用途,涤纶抗静电针织物一般使用两种基础组织:纬平针和罗纹组织。采用纬平针组织的抗静电性能优于罗纹组织9 。由于导电丝的价格一般比较昂贵, 是普通涤纶的5060倍,嵌入织物组织的方法对导电丝在织物中用量有很大影响。不过导电丝的用量与其对抗静电性能的影响并不成正比增加。研究表明,采用平纹嵌入导电丝的用量最大,添纱嵌入其次,衬垫嵌入导电丝的用量最小。采用衬垫嵌入不但能极大地降低织物的成本,还能在针织物表面产生星点状的花纹效应。4. 涤纶织物抗静电技术存在的问题采用抗静电整理剂, 通过浸轧、浸渍等后整理方法获得抗静电效果的整理技术, 应用于织物整理还存在不少问题。主要是效果不能持久, 耐水洗牢度不高。虽然抗静电效果和耐久性尚不尽如人意, 但比从聚合开始的化学改性和从纺丝开始的共混改性的方式具有简单、 灵活等优点。目前, 研究耐久性抗静电剂, 或兼具其它性能的抗静电整理剂是最为重要的一项课题。对于永久性抗静电整理技术, 虽然满足了抗静电性能的要求, 但是其价格昂贵 , 添加量比较大, 一般都要10%以上, 故严重阻碍了永久抗静电剂的推广。所以对于永久性抗静电剂研究的重点仍然在于成本的降低及加工条件的选择与完善 6 。对于嵌入导电丝 (纤维 )或抗静电纱线的织物存在的问题是织物的染色。由于导电丝 (纤维)大多数为深色 , 有的导电成分呈黑色或灰色,虽然用量很少, 但仍会影响产品的外观。有研究将导电成分包覆在纤维内部作为芯或岛, 虽然可以解决白度问题, 但却会影响纤维的机械性能和纺纱性能, 甚至百分之几含量的抗静电剂的加入就会影响纤维原有的机械性能 , 从而影响到针织物的服用性能 10 。5. 结语 抗静电纤维作为一类重要的智能材料已引起国内外材料界的广泛关注，其研究和开发方兴未艾，并在服装、传感器及产业等方面具有良好的应用前景。 随着人们对服装性能要求的提高, 生产中精密度和安全性的考虑, 生态染整技术要求的提高, 以及国际社会对我国纺织品出口贸易中的“ 绿色壁垒 ” , 对抗静电纺织品的要求越来越高。只有不断改进和创新, 才能提高纺织服装的质量，提升产品的附加值。所以不论是传统的还是新型的抗静电整理技术都应向着生态化、高效化、多功能化的方向发展。参考文献：1Rupp J著 ,王妮译 .极具发展潜力的高性能纺织品与智能纺织品 .国外纺织技术,2002,(5):1-52孙小毅 ,荫怡芬. 提高毛织物抗静电功能的理论和效果探讨. 上海毛麻科技2002,(2):18-233 陈振洲,陈慕英,陶在荣. 耐久性抗静电针织产品的研究与开发 J . 上海纺织科技 , 2002, 30 ( 5) :53 - 54 4吕咏梅.抗静电剂开发与生产现状.聚合物与助剂,2004,10(5):8-95伏广伟，贺显伟。导电纤维