抗靜電腈綸及其技術進展.docVIP

抗靜電聚丙烯腈及其技術進展 　　摘要：介紹抗靜電聚丙烯腈的製造方法及抗靜電聚丙烯腈的發展概況，對當今世界抗靜電聚丙烯腈的主要生産方法進行了分析對比，對中國開發抗靜電聚丙烯腈産品的方法與途徑的提出了建議。 　　關鍵字：聚丙烯腈；抗靜電劑；體積比電阻 1 前言 　　聚丙烯腈是合成纖維的主要品種之一，其質地膨鬆、手感柔軟、密度小、保暖性能好、回彈性高，有人造羊毛之稱，是羊毛的最佳代用品；聚丙烯腈具有優異的耐光性、耐候性、耐蟲蛀性、耐輻射性、抗微生物降解性和較好的染色性。 　　常規聚丙烯腈的體積比電阻爲1013-1014Cm，屬絕緣材料，後加工時因摩擦産生靜電，集束困難，與工件發生纏繞；製成成品後易沾汙吸塵；穿著時因放電使人産生不舒服感；放電引起系列危害限制了它的應用。一般在生産過程中採用表面施加抗靜電劑的方法進行抗靜電處理，但僅獲得暫時抗靜電效果，只能滿足局部加工需要，在濕、熱處理（洗滌、染色、汽蒸）中會喪失。 　　抗靜電聚丙烯腈的體積比電阻一般在1010Ωcm以下，導電聚丙烯腈體積比電阻在105Ω·cm以下，電荷衰減時間應在100s以內。在實際生産中，順利通過各道紡織加工的比電阻應小於109Ωcm。 　　抗靜電（導電）聚丙烯腈用途廣泛，可被用作醫藥、食品、電子、日用化工、電腦、精密機械等工業領域的無絨毛、防塵工作服；煉油、石化、冶煉、塗料製造工業的防爆工作服；醫院、輪船、車輛等防靜電起火的裝飾織物；通訊、輸電等防靜電干擾織物；日常生活中作內衣、裙子與服裝襯裏。 2 抗靜電聚丙烯腈製備方法與性能表徵 2.l 抗靜電聚丙烯腈的製備方法 　　抗靜電聚丙烯腈的製備一般是通過對聚丙烯腈進行抗靜電改性來實現的，通常採用以下方法：本體化學改性法、纖維表面處理法及共混改性法。 2.1.1 本體化學改性法 　　在聚丙烯腈共聚體的合成過程中加入親水性單體，通過共聚反應合成親水性聚丙烯腈，提高産品的吸濕性，從而使聚丙烯腈具有抗靜電性能。如將常用的第二單體丙烯酸甲酯用聚氧乙烯改性後與丙烯腈進行共聚，製得含有大量羥基（-OH）的吸濕性聚丙烯腈，或將常規腈給大分子中氰基（-CN）部分水解，製得含大量羧基（-COOH）的吸濕性聚丙烯腈，一旦産生靜電會很快散逸移去。 2.l.2 纖維表面處理法 　　纖維的表面抗靜電處理一般採用能導電的金屬鹽或具有抗靜電性能的表面活性劑（又稱抗靜電劑），採用噴淋、浸漬、塗覆等方法對纖維及其織物進行表面處理。例如用鋼鹽溶液處理纖維表面，使常規聚丙烯腈表面附著金屬塗層，可以製得不受環境濕度影響的導電聚丙烯腈。表面處理用抗靜電劑通常採用水溶性表面活性劑，又分爲普通型抗靜電劑和耐久性抗靜電劑，用普通型抗靜電劑製備的抗靜電聚丙烯腈，只能獲得暫時的抗靜電效果，僅能滿足加工生産過程的需要，在使用過程及洗滌過程中抗靜電性能會喪失。外用型耐久性抗靜電劑通常含有可固化的功能基團，在塗裝後的乾燥過程中能夠團化交聯形成立體網狀塗層，該類抗靜電劑具有耐久的抗靜電性能，耐洗滌，不受摩擦的影響。 2.1.3 共混改性法 　　在聚丙烯腈中加入少量導電物質（碳黑或金屬氧化物）或抗靜電劑與聚丙烯腈原液共混紡絲可製成耐久性抗靜電聚丙烯腈。這類抗靜電纖維，具有耐久的抗靜電效果，但所加抗靜電劑必須具有一定的熱穩定性、可加工性及與纖維的相容性。具體說來，它又分爲以下幾類：①陰離子活性劑，如磷酸酯、烷基丙烯基磷酸、聚苯乙烯磺酸鉸鹽；②陽離子活性劑，如烷基胺的無機鹽和有機鹽。烷基胺環氧乙烷加成物。季銨鹽；非離子活性劑，如聚乙二醇（PEG）、聚丙二醇（PPG）、烷基酚環氧乙烷加成物、高級醇環氧乙烷加成物、高級脂肪酸的甘油酯或聚乙二醇酯；兩性活性劑，如丙氨酸、羧酸、間二氮雜環戊烯型兩性金屬鹽、不飽和單羧酸、二羧酸的聚合體或其金屬鹽；無機電解質和金屬氧化物，如CuCl2、MgO、TiO2;各種金屬粉末和碳粉。 2.2 抗靜電聚丙烯腈的性能表徵 2.2.1 體積比電阻 　　電阻是表示物體對電流起阻礙作用的物理量，也是表示物體導電性能的物理量，對於纖維來說，一般採用體積比電阻來表示其抗靜電及導電性能，單位爲Ω·cm。纖維的體積比電阻值越小，其電荷逸散能力越強，纖維的抗靜電性能越好，反之亦然。一般纖維的體積比電阻爲1013-1014Ω·cm，是一種絕緣材料，抗靜電纖維的體積比電阻要達到109Ω·cm左右。體積比電阻一般用纖維體積比電阻儀進行測定。 2.2.2 靜電荷半衰期 　　對於纖維來說，其所帶靜電荷的衰減具有如下規律： 　　Q=Q0e-t/T 　　式中Qo爲初始靜電荷；t爲時間；T爲放電時間常數。 　　靜電荷半衰期可以表徵纖維所帶電荷的逸散速度，單位爲秒（S），抗靜電纖維的靜電荷半衰期一般要小於30秒，最好在10秒以內。 2.2.3