一种抗静电纤维、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及纺织材料技术领域，具体涉及一种抗静电纤维、制备方法及其应用，该纤维以聚对苯二甲酸丁二酯为主要材料，经熔融纺丝法制备得到，其具有皮层和芯层结构，皮层为聚对苯二甲酸丁二酯

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电纤维、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及纺织材料
，具体涉及一种抗静电纤维、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]静电现象是指两种物质互相接触或摩擦时，因其内部结构中电荷载体的能量分布不同，在各自表面发生电荷再分配。当两种物质分离时，各自带有过量高于初始状态的正(或负)电荷现象。在生活中衣物表面上大量堆积静电，会使衣物上吸附灰尘，使得衣服黏附在身体上，影响人的正常生活，而且还会对人体造成瞬间冲击性电击，对人体心脏神经等部位造成损害，引起人受惊起跳、做出强烈反应、不舒适、精神紧张等。抗静电纺织材料的出现影响巨大，它不仅提高了产品的合格率与生产率、降低了生产成本与事故发生率，同时也可以满足许多特殊行业和工作场所的需要。
[0003]聚酯纤维目前是合成纤维中产量最大的品种，由于聚酯纤维具有强度高、弹性好、抗皱性强、耐磨性佳以及优异的耐热性等特点，无论在民用和工业上都是一种较为理想的纺织材料。但由于聚酯纤维大分子化学结构紧密，缺少极性基团，吸湿性差，抗静电性差，与天然纤维相比，在加工和使用过程中，聚酯纤维容易产生静电，使加工过程不能顺利进行，在许多的工业环境中甚至会引起火灾，造成危害，对服用舒适性也产生很大影响。因此，聚酯纤维的静电问题严重影响其在一些领域的广泛使用，聚酯纤维的抗静电改性也成为了一个重要的研究热点。目前，国内外对聚酯纤维的抗静电改性方法很多，大致可分为化学方法改性和物理方法改性，其中，化学方法包括共聚、接枝等，通过分子间的化学反应来改变聚酯的分子结构，从而对聚酯纤维进行改性，得到的聚酯纤维具有持久抗静电性和优良的抗静电效果，但现在对聚酯纤维的改性处理方法仍有许多不足之处，抗静电聚酯纤维的研究仍具有很大意义。
[0004]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的旨在提供一种抗静电纤维、制备方法及其应用，该纤维以聚对苯二甲酸丁二酯为主要材料，经熔融纺丝法制备得到，材料便宜易得，制备方法简单易操作、能耗小、成本低、易成型，纤维不仅具有优异的抗静电性能，且柔软有光泽，弹性较好，在机械强度、耐高温、抗老化性能方面具有优异的表现，适宜规模化推广和生产。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下课题一至课题三所述之技术方案。
[0007]课题一，一种抗静电纤维，所述抗静电纤维具有皮层和芯层结构，皮层为聚对苯二甲酸丁二酯-乙醇酸共聚酯，芯层为具有抗静电性能的改性聚对苯二甲酸丁二酯；其中，芯层质量不超过纤维总质量的38％。
[0008]本课题所述抗静电纤维以聚对苯二甲酸丁二酯为主要原料制备得到，芯层结构具
有良好吸湿性、抗静电性能，赋予纤维优异的抗静电性能，皮层结构使纤维具有优异的力学性能，乙醇酸与聚对苯二甲酸丁二酯的共聚改善了聚酯纤维透气性差、耐摩擦性能差、易起毛起球的问题，此外，皮芯结构使纤维在机械强度、耐高温、抗老化性能方面优异，抗静电性稳定持久，提高了纤维使用的安全性，避免了纤维极易产生静电进而导致静电火花放电的发生。
[0009]进一步地，前述所述聚对苯二甲酸丁二酯-乙醇酸共聚酯经由包括下述步骤的方法制备得到：
[0010]1)将1重量份的对苯二甲酸与1～1.5重量份的1,4-丁二醇混合，然后加入混合物料重量的0.15～0.5％的钛酸四丁酯，在氮气氛围中，180～200℃下搅拌反应0.5～1h，然后升温至225～235℃，减压至3.5～5
×
104Pa继续反应2～6h，得到对苯二甲酸丁二酯；
[0011]2)将乙醇酸溶于0.5～3重量倍的去离子水中，常压下加热至80～95℃反应1～3h，保持温度不变，压力降至0.5～2
×
104Pa，继续反应1～3h，得到低聚乙醇酸；
[0012]3)向对苯二甲酸丁二酯溶液中加入低聚乙醇酸，抽真空至200～300Pa，在220～250℃下反应2～6h；
[0013]4)反应结束后将所得产物溶于5～10重量倍的二氯甲烷中，加入足量甲醇，静置，待沉淀完全后过滤，并置于50～70℃真空干燥箱中干燥10～24h，得到目标产物。
[0014]更进一步地，所述制备聚对苯二甲酸丁二酯-乙醇酸共聚酯的步骤1)中，搅拌速率为350～500r/min。
[0015]更进一步地，所述制备聚对苯二甲酸丁二酯-乙醇酸共聚酯的步骤1)中，升温速率是5～10℃/min。
[0016]更进一步地，所述制备聚对苯二甲酸丁二酯-乙醇酸共聚酯的步骤2)中，制备得到的低聚乙醇酸的相对分子质量为800～2000。
[0017]更进一步地，所述制备聚对苯二甲酸丁二酯-乙醇酸共聚酯的步骤3)中，对苯二甲酸丁二酯和低聚乙醇酸添加重量比为1:0.15～0.3。
[0018]经本专利技术所述方法制备聚对苯二甲酸丁二酯-乙醇酸共聚酯，乙醇酸的引入降低了聚合物的玻璃化转变温度，其成型加工性能得到一定改善；控制反应条件，使聚对苯二甲酸丁二酯-乙醇酸共聚酯分子链中乙醇酸链段的比重为30～55％，使终产物具有优异的机械性能和耐摩擦性能。
[0019]进一步地，前述所述改性聚对苯二甲酸丁二酯经由下述方法制备得到：
[0020]1)将聚乙二醇单烯丙基醚加入到5～10重量倍的N,N-二甲基甲酰胺中，加入2-巯基乙胺盐酸盐，搅拌均匀，升温至60～65℃，边搅拌边加入催化剂，反应10～24h，减压蒸馏除去大部分溶剂后，加入8～15重量份去离子水，室温下加入15～20重量份的1mol/L的碳酸钾溶液，再减压蒸发除水，加入30～40重量份的二氯甲烷，搅拌10～40min，过滤，滤液加入20～30重量份的无水乙醚沉淀，抽滤，将沉淀干燥得单氨基聚乙二醇；
[0021]2)将0.2～0.5重量份碳纳米管分散剂TNWDIS加入到90～100重量份的去离子水中，超声分散溶解，然后加入1.5～3重量份的碳纳米管，球磨分散4～6h，得到碳纳米管分散液；
[0022]3)将10～15重量份的对苯二甲酸二羟丁基酯在220～230℃下加热熔融，加入1.5～3重量份的单氨基聚乙二醇，然后升高温度至250～260℃，搅拌反应1.5～4h，然后加入碳
纳米管分散液，抽真空，240～260℃下反应2～6h，产物经干燥即得。
[0023]本专利技术以对苯二甲酸二羟丁基酯作为反应底物，利用单氨基聚乙二醇、碳纳米管进行共聚改性，制备得到具有抗静电性的聚酯芯材；单氨基聚乙二醇聚乙二醇的引入，提高了聚酯大分子链的柔性和吸湿性，降低了聚合物表面因摩擦引起的静电荷的积累，相比于利用聚乙二醇，选用末端为氨基的聚乙二醇对其进行共聚改性的聚酯使纤维的抗静电性更持久；碳纳米管在聚合物内部较好的分散，形成良好的导电通路，加快积聚静电荷的释放，使制得的纤维具有优异的抗静电性。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗静电纤维，其特征在于，所述抗静电纤维具有皮层和芯层结构，皮层为聚对苯二甲酸丁二酯-乙醇酸共聚酯，芯层为具有抗静电性能的改性聚对苯二甲酸丁二酯；其中，芯层质量不超过纤维总质量的38％。2.根据权利要求1所述抗静电纤维，其特征在于，所述聚对苯二甲酸丁二酯-乙醇酸共聚酯经由包括下述步骤的方法制备得到：1)将1重量份的对苯二甲酸与1～1.5重量份的1,4-丁二醇混合，然后加入混合物料重量的0.15～0.5％的钛酸四丁酯，在氮气氛围中，180～200℃下搅拌反应0.5～1h，然后升温至225～235℃，减压至3.5～5
×
104Pa继续反应2～6h，得到对苯二甲酸丁二酯；2)将乙醇酸溶于0.5～3重量倍的去离子水中，常压下加热至80～95℃反应1～3h，保持温度不变，压力降至0.5～2
×
104Pa，继续反应1～3h，得到低聚乙醇酸；3)向对苯二甲酸丁二酯溶液中加入低聚乙醇酸，抽真空至200～300Pa，在220～250℃下反应2～6h；4)反应结束后将所得产物溶于5～10重量倍的二氯甲烷中，加入足量甲醇，静置，待沉淀完全后过滤，并置于50～70℃真空干燥箱中干燥10～24h，得到目标产物。3.根据权利要求2所述抗静电纤维，其特征在于，所述制备聚对苯二甲酸丁二酯-乙醇酸共聚酯步骤3)中，对苯二甲酸丁二酯和低聚乙醇酸添加重量比为1:0.15～0.3。4.根据要求1～3任一项所述抗静电纤维，其特征在于，所述改性聚对苯二甲酸丁二酯经由下述方法制备得到：1)将聚乙二醇单烯丙基醚加入到5～10重量倍的N,N-二甲基甲酰胺中，加入2-巯基乙胺盐酸盐，搅拌均匀，升温至60～65℃，边搅拌边加入催化剂，反应10～24h，减压蒸馏除去大部分溶剂后，加入8～15重量份去离子水，室温下加入15～20重量份的1mol/L的碳酸钾溶液，再减压蒸发除水，加入30～40...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：嘉兴市爵拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：