滌綸織物防靜電功能整理的研究進(jìn)展*

錢 飛，劉 艷

（鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡織服裝學(xué)院，江蘇鹽城224005）

滌綸織物防靜電功能整理的研究進(jìn)展*

錢 飛，劉 艷

（鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡織服裝學(xué)院，江蘇鹽城224005）

介紹了滌綸織物的抗靜電的機(jī)理、方法及對(duì)應(yīng)的三種方法的處理效果的主要影響因素，總結(jié)表面防靜電劑、納米材料、石墨烯及其衍生物、高分子接枝及導(dǎo)電纖維嵌入五種材料在滌綸織物防靜電中的研究進(jìn)展及處理效果，為滌綸織物的防靜電整理提供理論依據(jù)。

滌綸；抗靜電；機(jī)理；方法；應(yīng)用

0 前言

隨著人們生活水平的提高，人們更加注重紡織品的質(zhì)量與功能。滌綸織物在使用過程中，容易產(chǎn)生靜電，對(duì)于一些皮膚過敏及哮喘病患者來說，更是一種危害[1]。因此開發(fā)防靜電的滌綸織物成為當(dāng)前研究的一大熱點(diǎn)。十幾年來，納米材料、石墨烯等新型材料不斷地開發(fā)，被廣泛地應(yīng)用在電子、醫(yī)學(xué)、生物材料等領(lǐng)域[2-3]，近年來，這些新型功能性材料也逐漸被用于滌綸織物的抗靜電整理中。本文介紹了近年來滌綸織物抗靜電整理的材料、抗靜電效果，為進(jìn)一步研究滌綸的抗靜電性能提供理論支撐。

1 滌綸織物抗靜電的方法與機(jī)理

滌綸織物的抗靜電性能的提高，主要通過外部與內(nèi)部?jī)蓚€(gè)方面的途徑。外部因素主要是通過提高周圍環(huán)境濕度的方法；內(nèi)部因素主要是通過減少纖維的摩擦，提高滌綸纖維的回潮率與纖維材料導(dǎo)電率來實(shí)現(xiàn)。

提高滌綸織物內(nèi)部抗靜電性能的方法主要包括表面涂覆法、化學(xué)改性法及導(dǎo)電纖維嵌入的方法[4]。表面涂覆法與化學(xué)接枝改性法通過提高織物或纖維的回潮率和導(dǎo)電性能，減少靜電效應(yīng)。缺點(diǎn)是經(jīng)過多次洗滌或環(huán)境干燥時(shí)，織物的抗靜電效果有所下降。導(dǎo)電纖維嵌入法可以通過導(dǎo)電纖維或?qū)щ娂喤c滌綸進(jìn)行混紡或混織，提升織物的抗靜電性能，即使經(jīng)過多次洗滌，織物的抗靜電永久性較好。

表面涂覆法是將表面活性劑、納米金屬或金屬氧化物及其他導(dǎo)電溶液涂覆在織物表面形成一層薄膜，通過表面的薄膜，降低纖維的摩擦，減少靜電。表面活性劑中含有的親水性基團(tuán)，可以增加纖維表面的吸濕性，降低電阻，有利于靜電逸散，減少靜電的產(chǎn)生。而織物表面涂覆金屬或金屬氧化薄膜，通過鍍膜提高纖維的導(dǎo)電率，從而提高織物的抗靜電性能。

纖維接枝改性法是將化學(xué)整理劑中，諸如氨基、羧基、酰胺基等親水性的基團(tuán)與纖維進(jìn)行共混、共聚或接枝改性，改變纖維大分子原來的分子結(jié)構(gòu)，提高織物的親水性，從而達(dá)到抗靜電效果，這種方法受到環(huán)境的限制，當(dāng)相對(duì)濕度低于40%時(shí)，抗靜電效果變差[5]。

導(dǎo)電纖維嵌入的方法，主要是通過導(dǎo)電纖維與導(dǎo)電紗通過混紡或混織的方式嵌入到織物中，通過改變導(dǎo)電纖維的嵌入含量、嵌入長(zhǎng)度及嵌入距離等參數(shù)來改變織物的抗靜電性能。這種方法，相對(duì)于前兩種方法，耐久性更好，抗靜電效果更為理想[6]。

2 滌綸織物抗靜電整理的影響因素

滌綸織物采用表面涂覆法處理的主要影響因素包括抗靜電處理液的類型、用量、整理工藝、處理時(shí)間和溫度、交聯(lián)劑的類型及用量[7]。其中抗靜電處理液大致包含兩大類：一類是防靜電劑，另一類是納米金屬或金屬氧化物及其他導(dǎo)電溶液。防靜電劑主要分為五種類型：陽離子型、陰離子型、兩性型、非離子型及其他有機(jī)硅類，不同類型的抗靜電劑，隨著工藝條件的不同，抗靜電效果也不同，其中陽離子表面活性劑的抗靜電效果最好[8]。

采用化學(xué)接枝改性的方法處理滌綸織物的主要影響因素包括改性劑的類型、用量、反應(yīng)時(shí)間與溫度等因素[9]。導(dǎo)電纖維嵌入法的主要因素[10]包括導(dǎo)電纖維的類型、嵌入量、嵌入方式、纖維間距等因素。導(dǎo)電纖維的種類主要包括有機(jī)、無機(jī)及碳纖維，目前防靜電服中大量使用的是有機(jī)導(dǎo)電纖維中炭黑型導(dǎo)電纖維。

3 滌綸織物防靜電整理的最新研究進(jìn)展

3.1 表面抗靜電劑在滌綸織物防靜電整理中的最新研究進(jìn)展

表面抗靜電劑是最普遍的滌綸防靜電處理方式，受到國內(nèi)外研究人員的關(guān)注。東華大學(xué)王藝霈等[11]選用陽離子DM3726和非離子YN兩種抗靜電劑，對(duì)比與分析抗靜電劑濃度、溫度和時(shí)間對(duì)滌綸織物抗靜電性能的影響，得出最佳整理工藝，整理后的織物抗靜電性能得到改善。周向東和王春梅等[12-13]選用親水性聚酯和親水性聚酯 -聚醚抗靜電劑對(duì)滌綸織物進(jìn)行整理，整理后的效果較好。馮云生等[14]選用對(duì)正電荷或負(fù)電荷織物均有效果的聚醚磷酸酯兩性表面活性劑，整理滌綸織物，織物的耐水洗性、親水性和抗靜電性能良好。鄭小佳[15]選用親水性的離子液體BF4對(duì)滌綸織物進(jìn)行抗靜電整理，并對(duì)工藝進(jìn)行分析，當(dāng)處理的溫度在170℃，BF4質(zhì)量濃度達(dá)到25 g/L時(shí)，織物具有良好的抗靜電性能，通過TiO2/SiO2處理后，可以提高抗靜電耐洗性。

3.2 納米導(dǎo)電材料在滌綸織物防靜電整理中的應(yīng)用

隨著納米技術(shù)發(fā)展，納米銀、納米氧化鋁，氧化鋅等納米導(dǎo)電材料也逐漸被用于滌綸織物的抗靜電整理中。俞巧珍[16]分析對(duì)比一浴法和二浴法兩種工藝納米銀沉積在滌綸織物表面的差異，發(fā)現(xiàn)一浴法能夠有效地降低滌綸織物的靜電壓，而二浴法中，隨著納米銀的加入，滌綸織物的靜電壓先增加后降低。若引入納米金、納米氧化鋅等其他納米導(dǎo)電材料，能夠提高織物的導(dǎo)電性能。吳越、陳雪花等[17-18]分別利用納米ATO（銻摻雜二氧化錫）粉體，采用水漿涂覆和涂層的方法對(duì)滌綸織物進(jìn)行抗靜電處理，織物的表面電阻由1 012 Ω降低到1 010 Ω。蘇州大學(xué)劉玉強(qiáng)等人[19]將納米氧化鋅-氧化鐵采用溶膠 -凝膠法處理到滌綸織物的表面，測(cè)試整理后的織物抗靜電性能良好。郭雪花等[20]自制氧化鋁溶膠對(duì)滌綸織物烘焙整理，測(cè)試整理后的織物半衰期下降明顯，抗靜電整理效果明顯。汪青、張錫均等[21-22]采用摻雜金屬粒子（Fe3+、 Ag+、 La3+） 的 SiO2/TiO2復(fù)合水凝膠）對(duì)滌綸織物進(jìn)行抗靜電、防紫外線整理，結(jié)果表明織物具有較強(qiáng)的抗靜電及抗靜電耐久性，經(jīng)過30次洗滌后，織物的半衰期和UPF值仍然達(dá)到4.57 s和110以上。

3.3 石墨烯及其衍生物在滌綸織物防靜電整理中的應(yīng)用

石墨烯及其衍生物作為新型功能性材料，被廣泛地應(yīng)用于電子器件、生物材料及復(fù)合材料領(lǐng)域[23]，近幾年，也有不少文獻(xiàn)報(bào)道了石墨烯纖維與其他纖維混紡或石墨烯溶液后整理紡織品制備防靜電織物，但在滌綸織物上應(yīng)用較少。Molina J等[24]采用還原氧化石墨烯 （RGO）涂覆在滌綸織物表面，具有良好的抗靜電性能。青島大學(xué)杜敏芝等[25]采用納米石墨烯和水溶性聚氨酯復(fù)配整理滌棉織物，獲得優(yōu)良的防靜電性能。

3.4 高分子接枝改性在滌綸織物防靜電整理的最新研究進(jìn)展

高分子很早被用于接枝改性滌綸織物的防靜電整理中，主要包括羊毛角蛋白、絲膠蛋白等蛋白質(zhì)溶液以及其他高分子聚合物。王明[26]利用羊毛角蛋白/離子液復(fù)合物對(duì)滌綸織物進(jìn)行抗靜電整理，整理后的滌綸織物的抗靜電明顯改善，半衰期由180.69 s下降到2.275 s。周青青等利用絲膠蛋白、環(huán)氧氯丙烷為原料制備絲膠改性劑對(duì)滌綸織物進(jìn)行改性，織物表面的電荷明顯下降，抗靜電效果較好。陳吳建等[27]利用等離子體技術(shù)與殼聚糖結(jié)合，在滌綸織物表面引入大量的極性基團(tuán)，殼聚糖與滌綸結(jié)合較好，親水性提高了20%，抗靜電性能提高了90%且抗靜電耐洗性較好。

3.5 導(dǎo)電纖維嵌入法在滌綸織物防靜電整理的最新研究進(jìn)展

目前，主要用于滌綸織物抗靜電功能的導(dǎo)電纖維主要包括有機(jī)炭黑導(dǎo)電纖維及鍍銀纖維與滌綸纖維或紗線進(jìn)行混紡或混織。王家豪等[28]選用碳黑型滌綸復(fù)合導(dǎo)電纖維與滌棉混紡紗并捻，將導(dǎo)電纖維均勻嵌入，織物的電荷密度下降了3/4，達(dá)到抗靜電的性能要求。施立佳等[29]在滌綸織物中以網(wǎng)狀分布式嵌入鍍銀纖維，可以有效提高織物的抗靜電性能。馬洪才等[30]選用不同含量的有機(jī)導(dǎo)電纖維與滌綸短纖維混紡紗，設(shè)計(jì)平紋和斜紋兩種組織織成機(jī)織物，得出斜紋抗靜電優(yōu)于平紋，織物洗滌50次后，抗靜電效果變好。薛繼艷等[31]選用三種不同顏色的滌綸有機(jī)導(dǎo)電纖維長(zhǎng)絲與滌綸彈力絲交織成針織物，設(shè)計(jì)緯平針、羅紋和雙面提花組織，對(duì)比不同織物的抗靜電性能，發(fā)現(xiàn)黑色炭黑復(fù)合導(dǎo)電絲抗靜電性能最好，羅紋和雙面提花組織抗靜電性能優(yōu)于緯平針織物。

4 結(jié)語

滌綸織物的抗靜電性能受到國內(nèi)外研究人員的重視，隨著納米技術(shù)、石墨烯等新型材料的發(fā)現(xiàn)，有效地促進(jìn)了滌綸防靜電功能處理技術(shù)。雖然，石墨烯及其衍生物已經(jīng)在其他領(lǐng)域得到廣泛使用，但在滌綸織物的防靜電等功能改性方面的報(bào)道還較少，可以作為未來的研究方向。

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RESEARCH ON THE ANTISTATIC FUNCTIONAL MODIFICATION OF POLYESTER FABRIC

QIAN Fei，LIU Yan
(Department of Textile and Clothing,Yancheng Institute of Industry Technology,Yancheng Jiangsu 224005,China)

Introduced the antistatic mechanism and method of polyester fabric,analyzed the main influencing factors to the three different treatments,and summed up the five different kinds of materials application on antistatic functional polyester fabric,such as surface antistatic agent,nanometer material,graphene and its derivatives,polymer grafting and added conductive fibers.Those discussions will provide theoretical basis for the future antistatic finishing to polyester fabric.

polyester,anti-static,mechanism,method,application

TS195.6

A

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.04.010

1672-500X(2017)04-0041-04

2017-09-07

錢飛 （1968-），男，江蘇興化人， 副教授，主要從事紡織材料的開發(fā)及產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

2016年江蘇省產(chǎn)學(xué)研前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目 （BY2016067-01）；2016年中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技指導(dǎo)性項(xiàng)目 （絲素蛋白納米纖維/納米銀凝膠對(duì)珊瑚絨面料功能改性的關(guān)鍵技術(shù)研究）；2016年江蘇省高校優(yōu)秀中青年教師和校長(zhǎng)境外研修項(xiàng)目；2015江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目 （PPZY2015C254）。