CN116427052A - 一种防静电聚乳酸面料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防静电聚乳酸面料及其制备方法。本发明的防静电聚乳酸面料可采用如下方法制得：首先，将聚苯硫醚掺入聚乳酸，进行造粒制得聚苯硫醚/聚乳酸复合颗粒；其次，将复合颗粒采用熔融纺丝工艺纺丝，织造为面料；最后，将面料浸入硫酸溶液进行整理，制得防静电聚乳酸面料。本发明制备的防静电聚乳酸面料的点对点电阻达到3.8×108～4.2×108Ω，带电电荷量达到0.45～0.57μC/件；经过20次洗涤，点对点电阻和带电电荷量也没有大幅变化，说明本发明制备的聚乳酸面料具有稳定的防静电功能。
Description
技术领域
本发明属于面料的制备技术领域，具体涉及一种防静电聚乳酸面料及其制备方法。
背景技术
2020年以来，功能性纺织品的开发与应用日渐增多，安全、生态、环保、个性化、舒适等是纺织面料研制的新趋势，功能性面料开发尤为重要。
特殊工种，比如石油、化工、煤炭、加油站、电子等，火灾危险性大，静电放电造成的火灾隐患与事故多。静电给人们日常生活带来不便，会影响人体生理机能如情绪，甚至可能引起爆炸，所以防静电面料的开发与应用尤为重要。面料防静电有三种方式：(1)采用吸湿性抗静电剂对纤维或织物进行表面处理消除静电；(2)以金属或在表面涂导电物质制成导电纤维，加入织物中消除静电；(3)采用碳黑复合型导电纤维消除静电。这三种面料防静电技术的优缺点各有利弊。随着电子工业、石油化工、医疗和卫生等行业的迅猛发展，对生产和工作环境的要求也会越来越高，个体防护意识的逐步加强，因此，高质量、舒适性佳和性价比高的防静电纤维、防静电面料以及相应的防静电服装等防静电纺织品的开发与应用成为广大纺织科研工作者努力的目标。
聚乳酸面料不具有导电性，其防静电功能较差。聚苯硫醚和聚乳酸相容性较差，将两者融合具有难度。
技术方案
针对现有技术的缺陷，本发明的第一个目的在于提供一种防静电聚乳酸面料，该面料具有较好的防静电功能。
本发明所述的一种防静电聚乳酸面料可通过如下方法制得：首先，将聚苯硫醚掺入聚乳酸，进行造粒制得聚苯硫醚/聚乳酸复合颗粒；其次，将复合颗粒采用熔融纺丝工艺纺丝，制得聚苯硫醚/聚乳酸复合纤维；再次，将聚苯硫醚/聚乳酸复合纤维纺制为纱线，将纱线织造为面料；最后，将面料浸入硫酸溶液进行整理，制得防静电聚乳酸面料。
本发明的第二个目的在于提供一种防静电聚乳酸面料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚苯硫醚掺入聚乳酸，采用造粒机进行造粒，制得聚苯硫醚/聚乳酸复合颗粒。
优选地，所述聚苯硫醚和聚乳酸的用量比为1g∶(20～40)g，造粒温度为285～295℃。
(2)将步骤(1)制备的聚苯硫醚/聚乳酸复合颗粒采用熔融纺丝工艺纺丝，熔融纺丝工艺示意图如图1所示，制得聚苯硫醚/聚乳酸复合纤维。
优选地，所述熔融纺丝工艺的纺丝温度区间为260～280℃，纺丝速度为2600～2800m/min，选用喷丝板规格为24孔，孔径为0.25*0.75，采用环吹风冷却方式；通过计量泵控制纺丝时泵供量为22～24g/min。
(3)将步骤(2)制备的聚苯硫醚/聚乳酸复合纤维纺制为纱线，将纱线织造为面料。
(4)将步骤(3)制备的面料浸入硫酸溶液，调控溶液温度为60～80℃，浸入时间为30～60分钟，取出，用自来水洗涤，干燥，制得防静电聚乳酸面料。
优选地，所述硫酸溶液的浓度为1～3wt％。
本发明的相关机理分析：聚苯硫醚具有导电性能，将其与聚乳酸复合，制得聚苯硫醚/聚乳酸复合材料；硫酸溶液作为掺杂剂，其可以明显提高聚乳酸导电性能。本发明发现：制得的聚苯硫醚/聚乳酸复合材料也具有导电性能；因此，将聚苯硫醚/聚乳酸复合材料用作制备防静电面料，制得的防静电面料具有较好的防静电性能。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
(1)聚苯硫醚具有导电性，但其成本较高；聚乳酸不具有导电性，但其成本相对聚苯硫醚较低。本发明采用熔融纺丝技术成功将聚苯硫醚混入聚乳酸，实现了聚乳酸具有导电性，从而可用于防静电面料的原料。
(2)本发明采用硫酸溶液作为聚苯硫醚的掺杂剂，经过掺杂处理，面料的防静电功能有了明显的提高。
(3)按GB 12014—2009的测试方法，本发明制备的防静电聚乳酸面料的点对点电阻达到3.8×108～4.2×108Ω，带电电荷量达到0.45～0.57μC/件，达到了B级技术标准；经过20次洗涤，点对点电阻和带电电荷量也没有大幅变化，说明本发明制备的聚乳酸面料具有稳定的防静电功能。
附图说明
图1熔融纺丝工艺示意图
具体实施方式
实施例1
一种防静电聚乳酸面料，采用如下方法制备：
(1)将10g聚苯硫醚掺入300g聚乳酸，采用造粒机进行造粒，造粒温度为290℃，制得聚苯硫醚/聚乳酸复合颗粒。
(2)将步骤(1)制备的聚苯硫醚/聚乳酸复合颗粒采用熔融纺丝工艺纺丝，熔融纺丝工艺示意图如图1所示，制得聚苯硫醚/聚乳酸复合纤维。
所述熔融纺丝工艺的纺丝温度区间为270℃，纺丝速度为2700m/min，选用喷丝板规格为24孔，孔径为0.25*0.75，采用环吹风冷却方式；通过计量泵控制纺丝时泵供量为23g/min。
(3)将步骤(2)制备的聚苯硫醚/聚乳酸复合纤维纺制为纱线，将纱线织造为面料。
(4)将步骤(3)制备的面料浸入2wt％硫酸溶液，调控溶液温度为70℃，浸入时间为45分钟，取出，用自来水洗涤，干燥，制得防静电聚乳酸面料a。
实施例2
一种防静电聚乳酸面料，采用如下方法制备：
(1)将10g聚苯硫醚掺入200g聚乳酸，采用造粒机进行造粒，造粒温度为285℃，制得聚苯硫醚/聚乳酸复合颗粒。
(2)将步骤(1)制备的聚苯硫醚/聚乳酸复合颗粒采用熔融纺丝工艺纺丝，熔融纺丝工艺示意图如图1所示，制得聚苯硫醚/聚乳酸复合纤维。
所述熔融纺丝工艺的纺丝温度区间为260℃，纺丝速度为2600m/min，选用喷丝板规格为24孔，孔径为0.25*0.75，采用环吹风冷却方式；通过计量泵控制纺丝时泵供量为22g/min。
(3)将步骤(2)制备的聚苯硫醚/聚乳酸复合纤维纺制为纱线，将纱线织造为面料。
(4)将步骤(3)制备的面料浸入1wt％硫酸溶液，调控溶液温度为60℃，浸入时间为30分钟，取出，用自来水洗涤，干燥，制得防静电聚乳酸面料b。
实施例3
一种防静电聚乳酸面料，采用如下方法制备：
(1)将10g聚苯硫醚掺入400g聚乳酸，采用造粒机进行造粒，造粒温度为295℃，制得聚苯硫醚/聚乳酸复合颗粒。
(2)将步骤(1)制备的聚苯硫醚/聚乳酸复合颗粒采用熔融纺丝工艺纺丝，熔融纺丝工艺示意图如图1所示，制得聚苯硫醚/聚乳酸复合纤维。
所述熔融纺丝工艺的纺丝温度区间为280℃，纺丝速度为2800m/min，选用喷丝板规格为24孔，孔径为0.25*0.75，采用环吹风冷却方式；通过计量泵控制纺丝时泵供量为24g/min。
(3)将步骤(2)制备的聚苯硫醚/聚乳酸复合纤维纺制为纱线，将纱线织造为面料。
(4)将步骤(3)制备的面料浸入3wt％硫酸溶液，调控溶液温度为80℃，浸入时间为60分钟，取出，用自来水洗涤，干燥，制得防静电聚乳酸面料c。
对比例A
以实施例1为对比，在本对比例A中，减少聚苯硫醚的用量，即将步骤(1)中“10g聚苯硫醚”调整为“1g聚苯硫醚”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施，制得防静电聚乳酸面料d。
对比例B
以实施例1为对比，在本对比例B中，降低造粒温度，即将步骤(1)中“造粒温度为290℃”调整为“造粒温度为190℃”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施，制得防静电聚乳酸面料e。
对比例C
以实施例1为对比，在本对比例C中，不进行掺杂整理，即将步骤(4)不予实施，其它制备方法按实施例1的制备方法实施，制得防静电聚乳酸面料f。
性能评价测试：
选取本发明中上述具体实施例1～3和对比例A～C制备得到的防静电聚乳酸面料a、b、c、d、e和f。防静电功能测试参照GB 12014—2009《防静电服》，点对点电阻和带电电荷量作为防静电功能评价指标。其中，点对点电阻参考GB 12014—2009附录A，带电电荷量参考GB 12014—2009附录B的测试方法，测试条件：温度：(20±5)℃，相对湿度：(35±5)％。测试结果如表1所示。
表1
由表1可见，对实施例1～3和对比例A～C制备得到的防静电聚乳酸面料a、b、c、d、e和f的点对点电阻和带电电荷量比较，可以看出，对实施例1～3在防静电指标方面明显优于对比例A～C。性能评价测试结果表明：聚苯硫醚用量的减少、造粒温度的降低和掺杂整理的实施均对聚乳酸面料的防静电功能有重要影响。
Claims (5)
1.一种防静电聚乳酸面料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包含以下步骤：
(1)将聚苯硫醚掺入聚乳酸，采用造粒机进行造粒，制得聚苯硫醚/聚乳酸复合颗粒；
(2)将步骤(1)制备的聚苯硫醚/聚乳酸复合颗粒采用熔融纺丝工艺纺丝，制得聚苯硫醚/聚乳酸复合纤维；
(3)将步骤(2)制备的聚苯硫醚/聚乳酸复合纤维纺制为纱线，将纱线织造为面料；
(4)将步骤(3)制备的面料浸入硫酸溶液，调控溶液温度为60～80℃，浸入时间为30～60分钟，取出，用自来水洗涤，干燥，制得防静电聚乳酸面料。
2.根据权利要求1所述的一种防静电聚乳酸面料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述聚苯硫醚和聚乳酸的用量比为1g∶(20～40)g，造粒温度为285～295℃。
3.根据权利要求1所述的一种防静电聚乳酸面料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述熔融纺丝工艺的纺丝温度区间为260～280℃，纺丝速度为2600～2800m/min，选用喷丝板规格为24孔，孔径为0.25*0.75，采用环吹风冷却方式；通过计量泵控制纺丝时泵供量为22～24g/min。
4.根据权利要求1所述的一种防静电聚乳酸面料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述硫酸溶液的浓度为1～3wt％。
5.一种防静电聚乳酸面料，其特征在于，采用权利要求1～4中任一项所述方法制备而成。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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