CN115637520A - 一种抗静电面料及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗静电面料及其加工方法，属于功能面料技术领域，由抗静电聚酯纤维、黏胶纤维、棉纤维混纺而得，所述抗静电聚酯纤维由PET切片、高分子抗静电剂通过熔融纺丝制得；抗静电面料的加工方法为：将各纤维经并条、粗纱和细纱后得到细纱线，之后将细纱线通过梭织机纺织，得到抗静电面料。本发明的面料中黏胶纤维和棉纤维均具备良好的亲肤舒适性，能使面料满足基本的服装使用需求，其中的抗静电纤维采用高分子抗静电剂与PET熔融纺丝而成，高分子抗静电剂不仅与PET具备良好的相容性，且能起到一定程度的增韧效果，且其上含有多种抗静电有效成分，能使抗静电纤维均匀、高效和持久的抗静电特性，从而赋予面料优异的抗静电性能。

Description

一种抗静电面料及其加工方法

技术领域

本发明属于功能面料技术领域，具体地，涉及一种抗静电面料及其加工方法。

背景技术

人体活动时，皮肤与衣服之间以及衣服与衣服之间互相摩擦，便会产生静电。随着家用电器增多以及冬天人们多穿化纤衣服，家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰。而织物的抗静电性也尤为重要，尤其在特殊场合，织物产生的静电往往会产生致命的危害，因此，对织物的抗静电性的研究也显得尤为重要。

目前生产防静电织物的技术有三种：织物表面整理、纤维化学改性和嵌织抗静电纱。抗静电纤维具有优良的抗静电特性，其纺织产品主要有抗静电和防辐射功能，被广泛地应用于电子、电力和精密仪器等领域。抗静电纤维混纺或嵌织法制得的织物抗静电作用不受环境温湿度影响，具备优良的耐久性和服用性能。但是，现有技术中抗静电纤维多采用抗静电剂与聚合物基体共纺形成，选用的抗静电剂要么与基体的相容性存在问题，要么抗静电机理单一，需要加入的量较大，进而影响面料的其余性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种抗静电面料及其加工方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种抗静电面料，由抗静电聚酯纤维、黏胶纤维、棉纤维混纺而得，三者的质量比为100:55-65:30-40；

抗静电面料的加工方法，具体如下：

将各纤维经并条、粗纱和细纱后，以得到细纱线，之后将细纱线分别卷绕在梭织机的经轴和卷筒上，再通过梭织机上的梭子将经轴上的经纱线与卷筒上的纬纱线相互交织，得到抗静电面料。

进一步地，所述抗静电聚酯纤维由PET切片、高分子抗静电剂通过熔融纺丝制得；PET切片、高分子抗静电剂的质量之比为20:4-5。

进一步地，所述高分子抗静电剂通过如下步骤制得：

S1、将2,5-呋喃二甲醇、丙二酸和钛酸四丁酯投入反应釜中，控制反应釜釜内温度为220-230℃，压力为0.30-0.40MPa，进行酯化反应，当出水量达到理论出水量的98％时开始泄压，待泄压结束后，控制反应釜釜内温度为260-270℃，真空度40-50Pa，缩聚反应3-4h，氮气破真空并出料，产物在100℃下真空干燥5h，得到预聚体；2,5-呋喃二甲醇、丙二酸和钛酸四丁酯的用量之比为0.15mol:0.1mol:0.08g；

S2、将预聚体加入溶剂中，加热搅拌溶解，再加入三乙胺(缚酸剂)，然后将2-溴异丁酰溴溶于适量甲苯并用恒压滴液漏斗滴入反应体系，滴完后常温避光反应24h，将反应产物抽滤后用甲苯清洗，真空干燥后得到中间体；预聚体、溶剂、三乙胺和2-溴异丁酰溴的用量之比为3.2g:10mL:2.8mL:1mL；溶剂为苯酚与四氯化碳按照体积比3:2混合而成；

预聚体的端-OH与2-溴异丁酰溴分子上的酰溴发生取代反应，得到中间体，反应过程如下所示：

S3、将干燥的反应瓶内抽真空-通氮气反复操作三次后，加入氯化亚铜和2,2'-联吡啶，搅拌5min，在氮气保护下，加入中间体、苯甲醚、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，将体系置于70℃油浴中反应24h，放入冰水浴中结束反应，向产物中加入甲醇进行沉淀，抽滤，真空干燥，得到高分子抗静电剂；氯化亚铜、2,2'-联吡啶、中间体、苯甲醚、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的用量之比为0.29g:1g:1.2g:4mL:1mL；

中间体分子上的-Br取代基能够起到引发作用，使甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵发生自由基聚合反应，得到高分子抗静电剂，反应过程如下所示：

所获得的高分子抗静电剂为高分子聚合物，包括两段链段，一段为聚酯，一段为聚烯烃，聚酯链段与PET基体具备良好的相容性，因此，能与PET基体实现均匀共混，聚烯烃链段具有较好的柔性，能穿插入PET大分子链间，起到一定程度的增韧效果；需要说明的是，聚酯链段上含有呋喃环，呋喃环上的醚氧键携带孤对电子，因此具有接受质子的能力，可以通过内部质子的传递实现静电耗散效果，且呋喃环上的醚氧键与空气中的水分子可形成氢键，使得共聚酯表面形成一层水膜，可加速表面电荷的散逸速率，使得抗静电性能进一步提高；聚烯烃链段上含有稳定的铵阳离子，可以增加聚合物的电荷密度，促进电荷的转移，表现出良好的抗静电性能；呋喃环与铵阳离子具有不同的抗静电增强机理，二者起到协同作用，使高分子抗静电剂具备高效的抗静电性能；将其与PET切片进行熔融纺丝获得的纤维，具备均匀、高效和持久的抗静电特性。

本发明的有益效果：

本发明的面料采用抗静电聚酯纤维、黏胶纤维、棉纤维混纺而得，黏胶纤维和棉纤维均具备良好的亲肤舒适性，能使面料满足基本的服装使用需求，其中的抗静电纤维中采用高分子抗静电剂与PET基体熔融纺丝而成，高分子抗静电剂不仅与PET基体具备良好的相容性，且能起到一定程度的增韧效果，且其上含有多种抗静电有效成分，因此，能使抗静电纤维均匀、高效和持久的抗静电特性，从而赋予面料优异的抗静电性能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

制备高分子抗静电剂：

S1、将1.5mol的2,5-呋喃二甲醇、1mol丙二酸和0.8g钛酸四丁酯投入反应釜中，控制反应釜釜内温度为220℃，压力为0.30MPa，进行酯化反应，当出水量达到理论出水量的98％时开始泄压，待泄压结束后，控制反应釜釜内温度为260℃，真空度40Pa，缩聚反应3h，氮气破真空并出料，产物在100℃下真空干燥5h，得到预聚体；

S2、将32g预聚体加入100mL溶剂中，加热搅拌溶解，再加入28mL三乙胺(缚酸剂)，然后将10mL的2-溴异丁酰溴溶于30mL甲苯并用恒压滴液漏斗滴入反应体系，滴完后常温避光反应24h，将反应产物抽滤后用甲苯清洗，真空干燥后得到中间体；溶剂为苯酚与四氯化碳按照体积比3:2混合而成；

S3、将干燥的反应瓶内抽真空-通氮气反复操作三次后，加入2.9g氯化亚铜和10g的2,2'-联吡啶，搅拌5min，在氮气保护下，加入12g中间体、40mL苯甲醚、10mL甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，将体系置于70℃油浴中反应24h，放入冰水浴中结束反应，向产物中加入甲醇进行沉淀，抽滤，真空干燥，得到高分子抗静电剂。

实施例2

制备高分子抗静电剂：

S1、将1.5mol的2,5-呋喃二甲醇、1mol丙二酸和0.8g钛酸四丁酯投入反应釜中，控制反应釜釜内温度为230℃，压力为0.40MPa，进行酯化反应，当出水量达到理论出水量的98％时开始泄压，待泄压结束后，控制反应釜釜内温度为270℃，真空度50Pa，缩聚反应4h，氮气破真空并出料，产物在100℃下真空干燥5h，得到预聚体；

S2、将32g预聚体加入100mL溶剂中，加热搅拌溶解，再加入28mL三乙胺(缚酸剂)，然后将10mL的2-溴异丁酰溴溶于30mL甲苯并用恒压滴液漏斗滴入反应体系，滴完后常温避光反应24h，将反应产物抽滤后用甲苯清洗，真空干燥后得到中间体；溶剂为苯酚与四氯化碳按照体积比3:2混合而成；

S3、将干燥的反应瓶内抽真空-通氮气反复操作三次后，加入2.9g氯化亚铜和10g的2,2'-联吡啶，搅拌5min，在氮气保护下，加入12g中间体、40mL苯甲醚、10mL甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，将体系置于70℃油浴中反应24h，放入冰水浴中结束反应，向产物中加入甲醇进行沉淀，抽滤，真空干燥，得到高分子抗静电剂。

实施例3

将PET切片、实施例1制得的高分子抗静电剂按照20:4的质量比混合后通过熔融纺丝制得抗静电聚酯纤维。

实施例4

将PET切片、实施例2制得的高分子抗静电剂按照20:5的质量比混合后通过熔融纺丝制得抗静电聚酯纤维。

实施例5

一种抗静电面料，由实施例3制得的抗静电聚酯纤维、黏胶纤维、棉纤维混纺而得，三者的质量比为100:55:30；

抗静电面料的加工方法，具体如下：

将各纤维经并条、粗纱和细纱后，以得到细纱线，之后将细纱线分别卷绕在梭织机的经轴和卷筒上，再通过梭织机上的梭子将经轴上的经纱线与卷筒上的纬纱线相互交织，得到抗静电面料。

实施例6

一种抗静电面料，由实施例4制得的抗静电聚酯纤维、黏胶纤维、棉纤维混纺而得，三者的质量比为100:65:40；

抗静电面料的加工方法，具体如下：

将各纤维经并条、粗纱和细纱后，以得到细纱线，之后将细纱线分别卷绕在梭织机的经轴和卷筒上，再通过梭织机上的梭子将经轴上的经纱线与卷筒上的纬纱线相互交织，得到抗静电面料。

对实施例5-6获得的面料，裁减成测试样品，进行如下性能测试：

按照GB/T5453-1997《织物透气性的测定》测试透气性；

按照GB/T12704.1-2009《纺织品织物透湿性试验方法第2部分：蒸发法》测得试样的平均透湿量；

测试面料的表面电阻率；

测得的结果如下表所示：

	实施例5	实施例6
			平均透气率/mm·s<sup>-1</sup>	5020.6	5054.8
平均透湿量/g·m<sup>-2</sup>·d<sup>-1</sup>	1202.5	1235.2
			表面电阻率/Ω	0.46*10<sup>10</sup>	0.37*10<sup>10</sup>

由上表数据可知，本发明获得的面料具备符合服装要求的亲肤舒适性能，且表面的电阻率达到了1010Ω级别，具备良好的抗静电性能。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种抗静电面料，其特征在于，由抗静电聚酯纤维、黏胶纤维、棉纤维混纺而得，所述抗静电聚酯纤维由PET切片、高分子抗静电剂通过熔融纺丝制得；

其中，所述高分子抗静电剂通过如下步骤制得：

S1、将2,5-呋喃二甲醇、丙二酸和钛酸四丁酯投入反应釜中，控制反应釜釜内温度为220-230℃，压力为0.30-0.40MPa，进行酯化反应，当出水量达到理论出水量的98％时开始泄压，待泄压结束后，控制反应釜釜内温度为260-270℃，真空度40-50Pa，缩聚反应3-4h，氮气破真空并出料，产物在100℃下真空干燥5h，得到预聚体；

S2、将预聚体加入溶剂中，加热搅拌溶解，再加入三乙胺，然后将2-溴异丁酰溴溶于适量甲苯并用恒压滴液漏斗滴入反应体系，滴完后常温避光反应24h，将反应产物抽滤后用甲苯清洗，真空干燥后得到中间体；

S3、将干燥的反应瓶内抽真空-通氮气反复操作三次后，加入氯化亚铜和2,2'-联吡啶，搅拌5min，在氮气保护下，加入中间体、苯甲醚、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，将体系置于70℃油浴中反应24h，放入冰水浴中结束反应，向产物中加入甲醇进行沉淀，抽滤，真空干燥，得到高分子抗静电剂。

2.根据权利要求1所述的一种抗静电面料，其特征在于，步骤S1中2,5-呋喃二甲醇、丙二酸和钛酸四丁酯的用量之比为0.15mol:0.1mol:0.08g。

3.根据权利要求1所述的一种抗静电面料，其特征在于，步骤S2中预聚体、溶剂、三乙胺和2-溴异丁酰溴的用量之比为3.2g:10mL:2.8mL:1mL；溶剂为苯酚与四氯化碳按照体积比3:2混合而成。

4.根据权利要求1所述的一种抗静电面料，其特征在于，步骤S3中氯化亚铜、2,2'-联吡啶、中间体、苯甲醚、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的用量之比为0.29g:1g:1.2g:4mL:1mL。

5.根据权利要求1所述的一种抗静电面料，其特征在于，面料中抗静电聚酯纤维、黏胶纤维、棉纤维的质量比为100:55-65:30-40。

6.根据权利要求1所述的一种抗静电面料，其特征在于，抗静电聚酯纤维中PET切片、高分子抗静电剂的质量之比为20:4-5。

7.根据权利要求1所述的一种抗静电面料的加工方法，其特征在于，具体如下：

将各纤维经并条、粗纱和细纱后，以得到细纱线，之后将细纱线分别卷绕在梭织机的经轴和卷筒上，再通过梭织机上的梭子将经轴上的经纱线与卷筒上的纬纱线相互交织，得到抗静电面料。