(一)静电(static electricity)的产生和抗静电(antistatic)原理
各种纺织材料在相互摩擦(rubbing)中都能产生静电,有些合成纤维及其混纺纤维服装在夜间摩擦时能产生较强的电击和静电火花。穿着容易产生静电的衣服,不仅使人感到不舒适,而且由于静电吸尘容易沾污衣服,又由于静电作用能干扰某些精密仪器,甚至在某些易爆环境中会由于静电火花发生爆炸,因此,对于易产生静电的纺织品必须进行抗静电整理。
各种纤维由于其结构不同,对电荷的传递影响不同,而具有不同的表面比电阻(surface specific resistance),它们产生静电荷后的静电排放速度差异较大,即其导电性差异较大。由于水和金属的导电能力很强,抗静电整理的作用主要是提高纤维材料的吸湿能力或给予金属离子,改善导电性能,减少静电现象。一般说来,表面比电阻小于109Ω 的织物的抗静电效果良好,大于1013Ω 的属于易产生静电的物质。疏水性纤维的表面比电阻大于1014Ω,是很容易产生静电的。
对于易产生静电的织物,进行适当的染整加工,以降低织物的表面比电阻,从而提高纤维的导电能力,防止静电荷的积累,以消除静电现象,这类加工称为抗静电整理。将离子类化合物或吸湿性强的化合物整理到纤维上,在纤维表面以连续相存在就能起到传导电荷的抗静电作用。此外,将金属粉末涂布于纤维表面制成导电纤维,或将金属丝或导电纤维与合成纤维交织或混纺也是抗静电的重要途径之一。
(二)抗静电剂(antistatic agent)和抗静电整理
抗静电剂主要有两类,一类是非耐久性抗静电剂,另一类是耐久性抗静电剂。(www.xing528.com)
1.非耐久性(nonpermanent)抗静电剂及其整理 非耐久性抗静电剂包括吸湿性化合物,如甘油、三乙醇胺、氯化锂、醋酸钾等和表面活性剂类化合物,如阴离子型的烷基硫酸酯钠盐、非离子的脂肪胺聚醚衍生物、阳离子型的脂肪族季铵盐衍生物等。非耐久性抗静电整理剂比较简单,对纤维的亲和力小,不耐洗涤。有些被用于纺丝、纺织的油剂,有些用于地毯等装饰纺织品,加工方式则视产品品种和最终用途而定。
2.耐久性(permanent)抗静电剂及其整理 耐久性抗静电剂在含有离子性或吸湿性基团的同时还含有反应性基团,能通过交联作用在纤维表面形成不溶性聚合物的导电层。在织物上具有较好的耐久性,能耐20 次以上洗涤。整理剂需要有一定的吸湿能力,吸湿能力越高,导电能力越强,但耐洗性降低,因此吸湿性抗静电剂既要保持一定的吸湿性,又要降低在水中的溶胀和溶解。应用较早的抗静电剂如多羟多胺类化合物(PHPA):
它可与双官能团或多官能团的交联剂(如三聚氰胺等)反应,形成线状或网状的不溶性化合物,加工工艺如上述树脂整理工艺。
另一类抗静电剂如聚环氧乙烷与对苯二甲酸乙二醇酯的嵌段共聚物:
由于聚合物的分子中含有聚氧乙烯醚键,可在聚酯表面形成连续的亲水性薄膜,富有吸湿性,减少静电现象。它含有可以结晶的聚酯链段,与聚酯纤维的基本化学结构相同,因此与聚酯纤维有较好的相容性,通过高温焙烘,可以与聚酯纤维产生共溶共结晶作用,整理效果有较高的耐洗性。由于整理织物具有良好的亲水性,因此也具有易去污能力,可以作为涤纶织物的抗静电和易去污整理剂。此类整理剂的加工工艺宜采用轧→烘→焙工艺,焙烘温度较高,可与后定形结合起来。
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