涤纶织物防静电功能整理的研究进展*

钱 飞，刘 艳

（盐城工业职业技术学院纺织服装学院，江苏盐城224005）

涤纶织物防静电功能整理的研究进展*

钱 飞，刘 艳

（盐城工业职业技术学院纺织服装学院，江苏盐城224005）

介绍了涤纶织物的抗静电的机理、方法及对应的三种方法的处理效果的主要影响因素，总结表面防静电剂、纳米材料、石墨烯及其衍生物、高分子接枝及导电纤维嵌入五种材料在涤纶织物防静电中的研究进展及处理效果，为涤纶织物的防静电整理提供理论依据。

涤纶；抗静电；机理；方法；应用

0 前言

随着人们生活水平的提高，人们更加注重纺织品的质量与功能。涤纶织物在使用过程中，容易产生静电，对于一些皮肤过敏及哮喘病患者来说，更是一种危害[1]。因此开发防静电的涤纶织物成为当前研究的一大热点。十几年来，纳米材料、石墨烯等新型材料不断地开发，被广泛地应用在电子、医学、生物材料等领域[2-3]，近年来，这些新型功能性材料也逐渐被用于涤纶织物的抗静电整理中。本文介绍了近年来涤纶织物抗静电整理的材料、抗静电效果，为进一步研究涤纶的抗静电性能提供理论支撑。

1 涤纶织物抗静电的方法与机理

涤纶织物的抗静电性能的提高，主要通过外部与内部两个方面的途径。外部因素主要是通过提高周围环境湿度的方法；内部因素主要是通过减少纤维的摩擦，提高涤纶纤维的回潮率与纤维材料导电率来实现。

提高涤纶织物内部抗静电性能的方法主要包括表面涂覆法、化学改性法及导电纤维嵌入的方法[4]。表面涂覆法与化学接枝改性法通过提高织物或纤维的回潮率和导电性能，减少静电效应。缺点是经过多次洗涤或环境干燥时，织物的抗静电效果有所下降。导电纤维嵌入法可以通过导电纤维或导电纱与涤纶进行混纺或混织，提升织物的抗静电性能，即使经过多次洗涤，织物的抗静电永久性较好。

表面涂覆法是将表面活性剂、纳米金属或金属氧化物及其他导电溶液涂覆在织物表面形成一层薄膜，通过表面的薄膜，降低纤维的摩擦，减少静电。表面活性剂中含有的亲水性基团，可以增加纤维表面的吸湿性，降低电阻，有利于静电逸散，减少静电的产生。而织物表面涂覆金属或金属氧化薄膜，通过镀膜提高纤维的导电率，从而提高织物的抗静电性能。

纤维接枝改性法是将化学整理剂中，诸如氨基、羧基、酰胺基等亲水性的基团与纤维进行共混、共聚或接枝改性，改变纤维大分子原来的分子结构，提高织物的亲水性，从而达到抗静电效果，这种方法受到环境的限制，当相对湿度低于40%时，抗静电效果变差[5]。

导电纤维嵌入的方法，主要是通过导电纤维与导电纱通过混纺或混织的方式嵌入到织物中，通过改变导电纤维的嵌入含量、嵌入长度及嵌入距离等参数来改变织物的抗静电性能。这种方法，相对于前两种方法，耐久性更好，抗静电效果更为理想[6]。

2 涤纶织物抗静电整理的影响因素

涤纶织物采用表面涂覆法处理的主要影响因素包括抗静电处理液的类型、用量、整理工艺、处理时间和温度、交联剂的类型及用量[7]。其中抗静电处理液大致包含两大类：一类是防静电剂，另一类是纳米金属或金属氧化物及其他导电溶液。防静电剂主要分为五种类型：阳离子型、阴离子型、两性型、非离子型及其他有机硅类，不同类型的抗静电剂，随着工艺条件的不同，抗静电效果也不同，其中阳离子表面活性剂的抗静电效果最好[8]。

采用化学接枝改性的方法处理涤纶织物的主要影响因素包括改性剂的类型、用量、反应时间与温度等因素[9]。导电纤维嵌入法的主要因素[10]包括导电纤维的类型、嵌入量、嵌入方式、纤维间距等因素。导电纤维的种类主要包括有机、无机及碳纤维，目前防静电服中大量使用的是有机导电纤维中炭黑型导电纤维。

3 涤纶织物防静电整理的最新研究进展

3.1 表面抗静电剂在涤纶织物防静电整理中的最新研究进展

表面抗静电剂是最普遍的涤纶防静电处理方式，受到国内外研究人员的关注。东华大学王艺霈等[11]选用阳离子DM3726和非离子YN两种抗静电剂，对比与分析抗静电剂浓度、温度和时间对涤纶织物抗静电性能的影响，得出最佳整理工艺，整理后的织物抗静电性能得到改善。周向东和王春梅等[12-13]选用亲水性聚酯和亲水性聚酯 -聚醚抗静电剂对涤纶织物进行整理，整理后的效果较好。冯云生等[14]选用对正电荷或负电荷织物均有效果的聚醚磷酸酯两性表面活性剂，整理涤纶织物，织物的耐水洗性、亲水性和抗静电性能良好。郑小佳[15]选用亲水性的离子液体BF4对涤纶织物进行抗静电整理，并对工艺进行分析，当处理的温度在170℃，BF4质量浓度达到25 g/L时，织物具有良好的抗静电性能，通过TiO2/SiO2处理后，可以提高抗静电耐洗性。

3.2 纳米导电材料在涤纶织物防静电整理中的应用

随着纳米技术发展，纳米银、纳米氧化铝，氧化锌等纳米导电材料也逐渐被用于涤纶织物的抗静电整理中。俞巧珍[16]分析对比一浴法和二浴法两种工艺纳米银沉积在涤纶织物表面的差异，发现一浴法能够有效地降低涤纶织物的静电压，而二浴法中，随着纳米银的加入，涤纶织物的静电压先增加后降低。若引入纳米金、纳米氧化锌等其他纳米导电材料，能够提高织物的导电性能。吴越、陈雪花等[17-18]分别利用纳米ATO（锑掺杂二氧化锡）粉体，采用水浆涂覆和涂层的方法对涤纶织物进行抗静电处理，织物的表面电阻由1 012 Ω降低到1 010 Ω。苏州大学刘玉强等人[19]将纳米氧化锌-氧化铁采用溶胶 -凝胶法处理到涤纶织物的表面，测试整理后的织物抗静电性能良好。郭雪花等[20]自制氧化铝溶胶对涤纶织物烘焙整理，测试整理后的织物半衰期下降明显，抗静电整理效果明显。汪青、张锡均等[21-22]采用掺杂金属粒子（Fe3+、 Ag+、 La3+） 的 SiO2/TiO2复合水凝胶）对涤纶织物进行抗静电、防紫外线整理，结果表明织物具有较强的抗静电及抗静电耐久性，经过30次洗涤后，织物的半衰期和UPF值仍然达到4.57 s和110以上。

3.3 石墨烯及其衍生物在涤纶织物防静电整理中的应用

石墨烯及其衍生物作为新型功能性材料，被广泛地应用于电子器件、生物材料及复合材料领域[23]，近几年，也有不少文献报道了石墨烯纤维与其他纤维混纺或石墨烯溶液后整理纺织品制备防静电织物，但在涤纶织物上应用较少。Molina J等[24]采用还原氧化石墨烯 （RGO）涂覆在涤纶织物表面，具有良好的抗静电性能。青岛大学杜敏芝等[25]采用纳米石墨烯和水溶性聚氨酯复配整理涤棉织物，获得优良的防静电性能。

3.4 高分子接枝改性在涤纶织物防静电整理的最新研究进展

高分子很早被用于接枝改性涤纶织物的防静电整理中，主要包括羊毛角蛋白、丝胶蛋白等蛋白质溶液以及其他高分子聚合物。王明[26]利用羊毛角蛋白/离子液复合物对涤纶织物进行抗静电整理，整理后的涤纶织物的抗静电明显改善，半衰期由180.69 s下降到2.275 s。周青青等利用丝胶蛋白、环氧氯丙烷为原料制备丝胶改性剂对涤纶织物进行改性，织物表面的电荷明显下降，抗静电效果较好。陈吴建等[27]利用等离子体技术与壳聚糖结合，在涤纶织物表面引入大量的极性基团，壳聚糖与涤纶结合较好，亲水性提高了20%，抗静电性能提高了90%且抗静电耐洗性较好。

3.5 导电纤维嵌入法在涤纶织物防静电整理的最新研究进展

目前，主要用于涤纶织物抗静电功能的导电纤维主要包括有机炭黑导电纤维及镀银纤维与涤纶纤维或纱线进行混纺或混织。王家豪等[28]选用碳黑型涤纶复合导电纤维与涤棉混纺纱并捻，将导电纤维均匀嵌入，织物的电荷密度下降了3/4，达到抗静电的性能要求。施立佳等[29]在涤纶织物中以网状分布式嵌入镀银纤维，可以有效提高织物的抗静电性能。马洪才等[30]选用不同含量的有机导电纤维与涤纶短纤维混纺纱，设计平纹和斜纹两种组织织成机织物，得出斜纹抗静电优于平纹，织物洗涤50次后，抗静电效果变好。薛继艳等[31]选用三种不同颜色的涤纶有机导电纤维长丝与涤纶弹力丝交织成针织物，设计纬平针、罗纹和双面提花组织，对比不同织物的抗静电性能，发现黑色炭黑复合导电丝抗静电性能最好，罗纹和双面提花组织抗静电性能优于纬平针织物。

4 结语

涤纶织物的抗静电性能受到国内外研究人员的重视，随着纳米技术、石墨烯等新型材料的发现，有效地促进了涤纶防静电功能处理技术。虽然，石墨烯及其衍生物已经在其他领域得到广泛使用，但在涤纶织物的防静电等功能改性方面的报道还较少，可以作为未来的研究方向。

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RESEARCH ON THE ANTISTATIC FUNCTIONAL MODIFICATION OF POLYESTER FABRIC

QIAN Fei，LIU Yan
(Department of Textile and Clothing,Yancheng Institute of Industry Technology,Yancheng Jiangsu 224005,China)

Introduced the antistatic mechanism and method of polyester fabric,analyzed the main influencing factors to the three different treatments,and summed up the five different kinds of materials application on antistatic functional polyester fabric,such as surface antistatic agent,nanometer material,graphene and its derivatives,polymer grafting and added conductive fibers.Those discussions will provide theoretical basis for the future antistatic finishing to polyester fabric.

polyester,anti-static,mechanism,method,application

TS195.6

A

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.04.010

1672-500X(2017)04-0041-04

2017-09-07

钱飞 （1968-），男，江苏兴化人， 副教授，主要从事纺织材料的开发及产品的设计。

2016年江苏省产学研前瞻性联合研究项目 （BY2016067-01）；2016年中国纺织工业联合会科技指导性项目 （丝素蛋白纳米纤维/纳米银凝胶对珊瑚绒面料功能改性的关键技术研究）；2016年江苏省高校优秀中青年教师和校长境外研修项目；2015江苏高校品牌专业建设工程资助项目 （PPZY2015C254）。