petcnt共混纖維抗靜電性能的研究

1、PETCNTsPETCNTs共混纖維抗靜電性能的研究共混纖維抗靜電性能的研究閆承花（太原理工大學輕紡工程與美術(shù)學院，山西晉中030600）摘要：要：本文通過采用碳納米管、PET切片混合制成抗靜電母粒再將母粒與PET切片共混紡絲制得PETCNTs共混纖維。用纖維比電阻儀、摩擦式織物靜電測試儀測量不同碳納米管含量的共混纖維及其織物的抗靜電性能。研究結(jié)果表明，添加少量的CNTs能明顯改善聚酯纖維和織物的抗靜電性能。共混纖維的抗靜電性能隨著CN

2、Ts添加量的增加而提高。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:PET碳納米管（CNTs）；多壁碳納米管（MWNTs）；共混纖維；抗靜電1引言引言PET纖維，學名聚酯纖維，我國商品名為滌綸。其性能優(yōu)良廣泛應(yīng)用于服裝、裝飾、產(chǎn)業(yè)三大領(lǐng)域。但其吸濕性差公定回潮率只有0.4%，易積聚靜電荷經(jīng)摩擦易產(chǎn)生靜電，給加工和使用帶來諸多不便。因此改善滌綸抗靜電性能一直是熱門課題。碳納米管(CNTs)具有優(yōu)良的電性能和電磁性能[1]，CNTs是電導體或半導體。它作為共混材料的添加

3、劑，能顯著地提高聚合物的抗靜電能力。目前碳納米管的批量制備已經(jīng)實現(xiàn)，碳納米管的實際應(yīng)用已成為新的研究重點。如：純鐵碳納米管、純鋁碳納米管、尼龍6碳納米管[2]等共混材料的研究已經(jīng)取得一定成果。如在PMMA中摻入重量分數(shù)為5%的CNTs，可使PMMA的體積電阻率降低3個數(shù)量級表面電阻率降低4個數(shù)量級[3]。利用碳納米管的導電性制備抗靜電聚酯纖維[4]也受到關(guān)注。本課題先用碳納米管與PET切片混合制得抗靜電母粒然后母粒再與PET切片共混紡絲

4、制PETCNTs共混纖維。用纖維比電阻儀和摩擦式織物靜電測試儀進行了靜電性能測試。實驗表明PETCNTs共混纖維具有良好的抗靜電性能。2PETCNTsPETCNTs共混纖維的制備共混纖維的制備2.1碳管抗靜電母粒的制備2.1.1原料簡介CNTs：碳納米管，深圳納米有限公司產(chǎn)長度1～2um，管徑10～20nm純度大于95%。CNTs是由單層或多層石墨片卷曲而成的納米管體。CNTs分多壁碳納米管(MWNTs)和單壁碳納米管(SWNTs)。我

5、們選用了多壁碳納米管（MWNTs），簡稱碳管。PET:半消光PET切片，中國石油化工股份有限公司天津分公司生產(chǎn)，熔點254.9℃，水分含量0.02﹪；2.1.2工藝路線碳納米管（CNTs）→酸處理雙螺桿注塑機→冷卻水槽→切粒機→碳管母粒聚酯切片（PET）→干燥由于CNTs的長徑比大，極易聚集成束，發(fā)生纏繞和團聚現(xiàn)象，在PET基體中不熔體溫度℃294294.7抗靜電母粒和純PET切片按表2所示的三種比例投料共混紡絲，制得三種CNTs含量不

6、同的PETCNTs共混纖維。我們試紡過CNTs含量為1.0%的，但可紡性變差，發(fā)生毛絲斷頭太多。表2共混紡絲時碳管母粒與PET切片的質(zhì)量比紡制共混纖維樣品①②333333#③母粒PET切片(kg)1:242:234：21纖維中CNTs含量（wt%）0.20.40.83PETPETCNTsCNTs共混纖維抗靜電性能的測試共混纖維抗靜電性能的測試3.1比電阻測試實驗3.1.1實驗儀器與材料①～③共混纖維、純PET纖維、純棉纖維YG321型纖

7、維比電阻儀、XD2102T型紡織天平（精密度0.01g）、鑷子3.1.2試樣準備本實驗選用4種纖維試樣，純PET纖維、①～③PET碳管共混纖維，依次編號為1#～4#。要求樣品長度均勻盡可能將試樣扯松成單纖維狀態(tài)，并且混合均勻，應(yīng)沒有影響試驗結(jié)果的疵點。3.1.3實驗方法用紡織天平稱取4份棉纖維，每份重10g再稱取1#～4#纖維各5g分別與棉纖維充分混合，各組樣用手扯松后，置于標準大氣壓（202℃、65%2%）條件下平衡48h以上，已備測

8、試使用。用YG321型纖維比電阻儀測試每組試樣的比電阻，并記錄數(shù)據(jù)。3.2摩擦式織物靜電測試實驗3.2.1實驗儀器與材料①～③共混纖維、純PET纖維手搖式針織機、YG341N型摩擦式織物靜電測試儀。3.2.2實驗方法在手搖式針織機上將4種纖維分別織成520（㎝㎝）大小的織物并依次做標記。把每種織物剪成4塊55（㎝㎝）的織物，用YG341N型摩擦式織物靜電測試儀測量其感應(yīng)靜電壓，并記錄數(shù)據(jù)。純PET纖維即CNTs含量為0%。4結(jié)果與分析結(jié)