抗靜電劑的種類及在各種紡織面料的應用和選擇

丁星星，王培培，劉 虎，楊林峰中原工學院，河南鄭州 450007

抗靜電劑的種類及在各種紡織面料的應用和選擇

丁星星，王培培，劉 虎，楊林峰
中原工學院，河南鄭州 450007

基于消費者對紡織面料保健舒適程度的要求越來越高，目前抗靜電紡織品已引起世界各國的重視。本文著重闡述了抗靜電劑的種類、基本結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，分析了抗靜電劑對紡織面料各方面的影響，并對抗靜電劑的發(fā)展趨勢做了展望，為紡織面料的抗靜電整理提供參考。

抗靜電劑； 種類； 織物； 抗靜電整理

隨著生活水平的提高，消費者對舒適保健意識的增強，紡織面料正由經(jīng)濟實用化向結(jié)構(gòu)輕薄化、風格潮流化、使用功能化、原料多元化，健康環(huán)?；l(fā)展[1]，于是為了適應社會化發(fā)展和人們的需求，市場上掀起了發(fā)展各種多功能面料的浪潮。

靜電作為一種自然現(xiàn)象在人們?nèi)粘Ｉ钪袩o處不在，不僅在工業(yè)和微電子業(yè)造成一定的生產(chǎn)損失，而且對人體造成多方面、多角度、多層次的損害，尤其對老弱病孕人群危害最大。因此，抗靜電織物的開發(fā)非常有必要。目前制造抗靜電的紡織品已引起了世界各國的重視。

2）陽離子型抗靜電劑

陽離子型抗靜電劑主要包括銨鹽、季銨鹽、烷基氨基酸鹽等。其中季銨鹽最為重要，其抗靜電性能優(yōu)良，對高分子材料有較強的附著力，廣泛用作纖維和塑料的抗靜電劑。

3）兩性型抗靜電劑

兩性抗靜電劑主要是指在分子結(jié)構(gòu)中同時具有陰離子親水基和陽離子親水基這樣一類的離子型抗靜電劑。其最有代表性的是甜芳堿型，通式為：

1 抗靜電劑的簡介

1.1 抗靜電劑的起源、概念

隨著高分子材料研究領域的不斷開辟和生產(chǎn)應用，靜電問題就顯得越來越突出，在許多行業(yè)，靜電甚至成了阻礙進一步提高生產(chǎn)的主要矛盾。起初人們想到的是消除靜電，但共同的特點都是在靜電產(chǎn)生之后再去消除它，由于帶電體固有的高電阻性質(zhì)沒有改變，在大規(guī)模生產(chǎn)工藝中，往往一條生產(chǎn)鏈需安裝幾個，十幾個甚至幾十個靜電消除器，給生產(chǎn)帶來諸多不變。那么對那些連續(xù)的非分散的體系來說一勞永逸的辦法就是設法降低物料的絕緣性質(zhì)，即降低它們的體電阻和表面電阻，于是在五六十年代，各種各樣的化學防靜電劑運用而生。

所謂抗靜電劑就是指涂敷于材料表面或摻和在材料內(nèi)部，以減少靜電積累的化學助劑。

1.2 抗靜電劑的種類、基本結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

按照抗靜電的耐久性，抗靜電劑分為暫時性抗靜電劑和耐久性抗靜電劑；按照抗靜電劑的結(jié)構(gòu)特征其可分為：無機鹽類、表面活性劑、無機半導體、電解質(zhì)高分子成膜物類和有機半導體高聚物等。下面重點介紹表面活性劑抗靜電劑。

表面活性劑抗靜電劑按分子中的親水基能否電離，以及離子化特征又可分為陰離子型、陽離子型、兩性型和非離子型。

1）陰離子型抗靜電劑

陰離子型種類很多，如：

（1）酯肪族磺酸鹽：通式為R-SO3Na；

（2）高級醇硫酸酯鹽：通式為ROSO3Na；

（3）高級醇環(huán)氧乙烷加成物硫酸酯鹽：通式為RO(CH2CH2O)nSO3Na；

（4）高級醇砱酸酯鹽：通式為ROPO3Na；

（5）高級醇環(huán)氧乙烷加成物磷酸酯鹽：通式為RO(CH2CH2O)nPO3Na。

陰離子型抗靜電劑制造工藝簡單，價格便宜，腐蝕性小，吸濕性強，一般1/1000左右的量就可以達到消除靜電的效果。不少紡織工業(yè)中使用這種抗靜電劑。

這類抗靜電劑最突出的優(yōu)點是它的溶解性不受溶液pH值的限制，其電荷性隨pH值的不同而呈陽荷性或陰荷性，對樹脂的附著力較強，抗靜電效果顯著，但價格也相對比較貴。

4）非離子型抗靜電劑

非離子表面活性劑主要包括多元醇類和聚氧化乙烯醚兩大類。非離子表面活性劑是靠醚鏈或羥基作為親水基團的，其抗靜電性能比離子型表面活性劑差，但它的化學穩(wěn)定性好，沒有腐蝕作用，而且價格低廉，所以使用場合較廣泛。

2 抗靜電劑的選擇要素

目前紡織業(yè)用途最廣、消費量最大的紡織制品如滌綸、腈綸、丙綸及棉滌、毛滌混紡等各種合成纖維，這些面料各具特色，具有許多優(yōu)異于天然纖維的性能，但這些化纖織物極易產(chǎn)生靜電，嚴重影響了其舒適度和使用領域，必須要對其進行后期抗靜電整理。

抗靜電劑種類很多，常用的抗靜電劑有抗靜電劑C、抗靜電劑MCS-20、抗靜電劑TM，漢高1166、PPT、ARW等[1]。對抗靜電劑的選擇既要考慮其時效性、持久性，也要考慮對織物整體彈性、柔軟性、抗灰塵沾污性能及色牢度的影響，其中抗靜電劑的性能指標主要應滿足[2]：

1）具有吸濕性強的有機物質(zhì)；

2）能夠形成良好的導電連續(xù)膜，穩(wěn)定性好（高溫不分解）；

3）具有吸附性和定向的表面活性劑；

4）對染料的染色牢度、光度無影響或影響很小，不吸灰，無色無味，對身體無傷害。

在紡織品的抗靜電劑整理中不僅要對抗靜電劑進行嚴格的篩選，還要充分考慮成分的配比度等工藝的合理性，這樣才能制作出令人滿意的產(chǎn)品。

3 紡織抗靜電劑研究展望

對于后整理用抗靜電劑，其使用方法主要是通過抗靜電劑溶液在纖維表面浸泡或涂敷[3]。抗靜電作用主要取決于抗靜電劑在表面的電導率和吸濕性。這種方法處理的抗靜電劑在纖維表面的結(jié)合牢度不夠，難以保持永久的抗靜電效果。

目前抗靜電劑的發(fā)展有以下趨勢：

1）開發(fā)耐久性抗靜電劑。研究人員在研究外用抗靜電劑的同時也對內(nèi)用抗靜電劑做了大量的研究，但外用抗靜電劑憑借其靈活的使用方法和優(yōu)良的抗靜電效果仍然有很大的發(fā)展空間；

2）利用新技術開發(fā)新型助劑。運用納米科技的最新成果，將納米顆粒保持在更小尺度上，通過一定方式使顆粒像染料一樣進入纖維無定形區(qū)從而提高耐久性。一種新型的納米抗靜電織物整理劑納米銻摻雜二氧化錫應用于滌綸織物儀取得了良好的效果；

3）開發(fā)環(huán)保型和多功能型抗靜電劑。

4 結(jié)論

隨著科學技術的進步，智能材料將不斷發(fā)展，不論從普通衣料還是工業(yè)特殊需求方面，功能單一型材料將不能滿足市場需要，開發(fā)性能優(yōu)良、綠色環(huán)保的多功能配套助劑將是助劑發(fā)展的必然方向?？轨o電纖維作為智能材料的主要品種之一，必將在材料領域取得越來越重要的地位[4]。

[1]楊海軍，曹秀明，陳麗芬.抗靜電面料開發(fā)淺談[J].上海毛麻科技，2006(1)：36.

[2]蔣少軍.抗靜電織物的開發(fā)和應用[J].江蘇紡織，2002(9)：44.

[3]張治國，尹紅，陳志榮. 纖維后整理用抗靜電劑研究進展[J]，2004(3)：122.

[4]侯麗麗，霍瑞亭，孟玉剛.抗靜電織物的研究及其發(fā)展應用[J].防護裝備技術研究，2009(5)：35.

TS195.6

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1674-6708（2012）58-0078-02