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(xué)輕紡工程與美術(shù)學(xué)院，山西晉中030600）摘要：要：本文通過(guò)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(cè)試儀測(cè)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(xué)名聚酯纖維，我國(guó)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(lái)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(dǎo)體或半導(dǎo)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(shí)現(xiàn)，碳納米管的實(shí)際應(yīng)用已成為新的研究重點(diǎn)。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?jǐn)?shù)為5%的CNTs，可使PMMA的體積電阻率降低3個(gè)數(shù)量級(jí)表面電阻率降低4個(gè)數(shù)量級(jí)[3]。利用碳納米管的導(dǎo)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(cè)試儀進(jìn)行了靜電性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)介CNTs：碳納米管，深圳納米有限公司產(chǎn)長(zhǎng)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(jiǎn)稱碳管。PET:半消光PET切片，中國(guó)石油化工股份有限公司天津分公司生產(chǎn)，熔點(diǎn)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(jī)→冷卻水槽→切粒機(jī)→碳管母粒聚酯切片（PET）→干燥由于CNTs的長(zhǎng)徑比大，極易聚集成束，發(fā)生纏繞和團(tuán)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?cè)嚰忂^(guò)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(shí)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(cè)試共混纖維抗靜電性能的測(cè)試3.1比電阻測(cè)試實(shí)驗(yàn)3.1.1實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)備本實(shí)驗(yàn)選用4種纖維試樣，純PET纖維、①～③PET碳管共混纖維，依次編號(hào)為1#～4#。要求樣品長(zhǎng)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(méi)有影響試驗(yàn)結(jié)果的疵點(diǎn)。3.1.3實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)大氣壓（202℃、65%2%）條件下平衡48h以上，已備測(cè)

8、試使用。用YG321型纖維比電阻儀測(cè)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(cè)試實(shí)驗(yàn)3.2.1實(shí)驗(yàn)儀器與材料①～③共混纖維、純PET纖維手搖式針織機(jī)、YG341N型摩擦式織物靜電測(cè)試儀。3.2.2實(shí)驗(yàn)方法在手搖式針織機(jī)上將4種纖維分別織成520（㎝㎝）大小的織物并依次做標(biāo)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(cè)試儀測(cè)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)