抗静电纺织纤维

关于抗静电材料

当您晚上睡觉脱化纤类衬衣时，总会听到噼噼叭叭的响声，并见到 一串串火花，这就是由于不同物体摩擦产生的静电。医学专家认为， 静电对人体有一定的危害。如果穿合成纤维织物的衣服，容易污染 皮肤，不经常洗浴保持皮肤清洁，就会患各种皮肤病日本通产省织 品安全问题会议对衣料损害皮肤做了实地调查，1500人当中有600 人叙述有皮肤异常感觉。一位学者花了一年时间，调查衣服引起的 皮肤损害，认为最突出的问题是贴身化纤内衣引起的皮肤炎症。这 些化纤内衣包括尼龙、绦纶、聚丙烯晴纤维和醋酯纤。专家研究后 指出，穿合成纤维服装可诱发心律失常。他们对早搏的病人进行跟 踪观察，发现一部分病人并无器质性心脏病，也无吸烟、嗜酒、服 药等引起心律失常的原因。他们的共同点是穿合成纤维的服装。合 成纤维衣服与皮肤相互摩擦而产生静电，静电的电压在瞬间超过 4000伏，人会感到一种燥热感，并有烦躁、头痛的感觉。静电改变 了体表电位差，妨碍了正常的心电传导。于是诱发室性早搏等心律 失常。当建议这些人改穿纺织或丝织内衣时，心律失常就奇迹般地 消失了。

抗静电剂英文名称是Antistatic agent,简称ASA。由于聚 合物的体积电阻率一般高达1010~1020Ω·cm,易积蓄静 电而发生危险，而抗静电剂多系表面活性剂，可使塑料表 面亲合水分，离子型表面活性剂还有导电作用，因而可 以使静电及时泄漏。任何物体都带有本身的静电荷，这种 电荷可以是负电荷也可以是正电荷，静电荷的聚集使到生 活或者工业生产受到影响甚至危害，将聚集的有害电荷导引/消除使其不对生产/生活造成不便或危害的化学品称为抗

静电剂。

抗静电剂一般都具有表面活性剂的特征，结构上极性基团和非 极性基团兼而有之。常用的极性基团(即亲水基)有：羧酸、 磺酸、硫酸、磷酸的阴离子，胺盐、季铵盐的阳离子，以及OH、-O-等基团，常用的非极性基团(即亲油基或疏水基)有： 烷基、烷芳基等，从而形成了纤维工业常用的五种基本类型的 ASA,即胺的衍生物，季铵盐，硫酸酯、磷酸酯以及聚乙二醇 的衍生物。ASA 当涂层用时，疏水基团吸附于材料表面，最外 层形成一层ASA 的分子层； 当采用共聚方法形成双组分纤维时，外部的ASA 分子层受 到破坏，内部的ASA 便可以渗透到材料表面；材料表面有一个 平滑的ASA 分子层，表面摩擦系数的降低使静电产生几率减少， 但外用ASA 耐洗牢度不好，可考虑用反应性化合物与纤维在高 温下形成共价键结合 。

抗静电的原理①在材料表面形成导电层，从而降低其 表面电阻率，

使已经产生的静电荷迅速 泄漏； ②赋予材料表面一定的润滑性，降低摩 擦系数，从而抑制和减少静电荷的产 生； ③构建出一条传导路径，使带电粒子能 够发生接触。

抗静电剂抗静电剂大多数为表面活性剂，它具 有极性基团，可以吸湿，使聚合体的 表面电阻减小，加快静电荷的散逸。 目前，抗静电剂品种很多，按离子型 分类法，主要有阴离子型、阳离子型、 两性及非离子型四种抗静电剂。根据 用法的不同，表面活性抗静电剂有两 种，即外用的和内用的。

⒈ 阴离子抗静电剂应用最广泛，但如何针对不同种类的纤维确定烷 基数及中和剂等工作十分复杂。

⒉阳离子抗静电剂对纤维的吸附性最强，因此，显示出最好的抗静 电效果，尤其作为纤维制品的抗静电剂，不仅抗静电性好，而且使 纺织产品手感得到明显地 改善。 ⒊两性抗静电剂其效果可与阳离子抗静电剂媲美，但价格昂贵，故 目前使用范围不大。非离子型抗静电剂，在一般湿度下抗静电效果 一般，但在低湿度情况下却显露出明显的抗静电效果。

⒋非离子型抗静电剂使用范围广，由于不含任何有机硅成份，使得 该产品能与防水剂同时使用，对防水性能基本不影响，同时可与其 它树脂混合加工！

通常是些烷基磺酸、磷酸或二硫代氨基甲酸的 碱金属盐，也是主要用于聚氯乙烯和苯乙烯类树脂 中；它们在聚烯烃类树脂中的应用效果与阳离子抗 静电剂相似。在阴离子抗静电剂中，烷基磺酸钠已 广泛应用于苯乙烯系树脂、聚氯乙烯、聚对苯二甲 酸乙二醇酯和聚碳酸酯中。●

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阳离子表面活性剂带有正电荷，而大多数 纤维表面带有负电荷，由于相反电荷中和， 抗静电效果比阴离子型和非离子型好，此 外，它还能在纤维表面形成憎水性油膜， 降低纤维的摩擦系数，显示出柔软平滑效 果。正是这种特殊性质决定了阳离子表面 活性剂在抗静电领域的特殊价值。

它是一种温和性的表面活性剂。两性表面 活性剂分子与单一的阴离子型、阳离子型不同, 在分子的一端同时存在有酸性基和碱性基。酸 性基大都是羧基、磺酸基或磷酸基,碱性基则为 胺基或季铵基,能与阴离子、非离子型表面活性 剂混配,能耐酸、碱、盐以及碱土金属盐。●

主要有含氮化合物的聚氧乙烯衍生物.山梨糖 醇、乙醇酰胺、脂肪酸多元醇酯等。其热稳定性好， 耐碱不易离解，可与阴离子型或阳离子型复合使用。 具有优异的抗静电性能，织物经处理后，可获得优 良的吸湿导电性和防污防尘性。 能与固色剂及大 部分硅油同时使用，不影响织物手感和风格。 由 于导湿性的增加可减少表面静电

,从而可一定程度 上提高织物的抗起毛起球性(与织物结构、粘度都 有一定关系)。 与季铵盐类阳离子抗静电剂的最 大区别是，不会引起织物的剥色、色变和黄变。●

抗静电剂的最佳选用和添加量取决于聚合物的性质、加工方 式、加工条件、其他助剂的种类和多少、相对湿度和聚合物 的最终用途。为了获得足够的抗静电作用所需的时间是不同 的，抗静电保护作用的生成速度和持续时间可以通过提高抗 静电剂的浓度而增加。但是，过量使用抗静电剂可能导致最 终制品的表面油滑，有损于印刷性能或粘合性能。未经处理 的无机填料和颜料，可将防静电剂分子吸附到它们的表面上， 从而降低抗静电剂的作用。这种现象可以由增加抗静电剂的 用量而得以补偿。但是，对于那些与食物接触的用品而言， 抗静电剂的添加量必须符合联邦食品与药物管理局的规定 (详见“联邦规定法典，21(21CFR)”)。 (CodeofFederalRegulations,Title21(21CFR))。

抗静电剂的使用方法有涂布法和共混法两 种。涂布法具有见效快、用料省，对抗静电 剂的耐热性要求低等优点，但抗静电效果不 能持久，经过水洗、摩擦后，抗静电剂涂层 会消失。而共混法具有耐洗涤、耐摩擦，抗 静电效果持久，使用方法简单等优点。

1.表面电阻(率)法 2.静电衰变法 ◆根据ASTMD257—78的定义，材料的表面电阻率是电势梯度 与材料表面单位宽度上通过的电流之比，它原则上与试样的几 何形状有关。将两个电极放置于塑料样品表面的同一侧，并给 电极通过直流电；测量通过试样的电流，并计算电阻；然后把 表面电阻率的测量结果用欧姆表示出来。 ◆根据联邦测试方法4046的定义，静电衰变是指感应电荷的放 电速度。将试样(通常是薄板或薄膜)置于两个电极之间，电 极与样品表面的距离为数毫米。一个电极接连于电源，另一个 电极连接于电流表和记录器，由一个电极在样品表面上感应的 电荷所引起的电场变化由另一个电极测量。抗静电样品将表现 出感应电荷的衰变。衰变半衰期(以秒计)便是电荷由其最初 值衰减一半所需的时间。

在我国，随着人们环保意识的不断增强，绿色化工已成为今后发展的主要方向。各类低 毒、无毒的抗静电剂将越来越受到食品包装业、电子产业的青睐，这类抗静电剂的研究 已日益受到关注。 (1)非离子型抗静电剂 由于非离子型抗静电剂热稳定性能好，价格较便宜，使用方便， 对皮肤无刺激.是抗静电基材中不可缺少的抗静电剂，具有良好的应用前景。 (2)复合型抗静电剂 复合型抗静电剂是利用各组分的协调效应原理开发出来的，各组 分互

补性强，抗静电效果远优于单一组分。但要注意各种抗静电剂之间的对抗作用。如 阳离子型和阴离子型的抗静电剂不能同时使用。 (3)多功能浓缩抗静电母粒 由于抗静电剂多为粘稠液体，而且其中一部分为极性聚合 物，在塑料中分散困难，带来使用上的不便。多功能浓缩母粒分散性均匀，操作方便， 具有发展前途。 (4)高分子永久性抗静电剂 由于高分子永久性抗静电剂的耐久性好，所以一般用于对 抗静电效果要求严格的塑料制品，如家用电器外壳、汽车外壳、电子仪表零部件、精密 机械零部件等。 (5)纳米导电填料纳米材料的特点就是粒子尺寸小，有效表面积大，这些特点使纳米 材料具有特殊的表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。纳米材料可改变材料原 有的性能。例如，电阻材料Sio2制备成纳米材料后成为导电材料。张景昌等人研究了 PVC塑料中添加纳米siO2制备复合材料的关键技术及PVC树脂添加纳米SiO 后提高塑料 抗静电性能的机理，结果表明，纳米SiO,不仅提高了PVC材料的延展性，而且使PVC的 表面电阻降低了7~8个数量级，使其相对介电常数明显增加，为进一步制备用于静电屏 蔽的PVC基纳米复合材料奠定了试验基础

抗静电整理剂SEP8216为聚氧乙烯类嵌段聚合物，用于涤纶、腈纶、锦纶等合成纤维及其混纺织物 的抗静电整理，经其处理过的纤维表面具有很好的吸湿导 电性和防污、防尘性，还具有一定的抗起毛起球效果，也 可以用于化纤纺丝的抗静电处理。 赫特国际集团主要从事防紫外线整理剂、抗紫外线剂、抗 菌防臭整理剂、抗菌剂、吸湿速干整理剂、香味纳米微胶 囊、香味整理剂、维生素整理剂、阻燃剂、甲壳素整理剂、 防螨抗菌整理剂、抗菌防霉防螨整理剂、防螨整理剂、防 静电剂、芦荟丝素胶原保湿整理剂、易去污整理剂、纳米 负离子整理剂、纳米远红外整理剂、负离子远红外整理剂、 高发泡印花浆、珠光印花浆、金粉印花浆、银粉印花浆、 卵磷脂保湿微胶囊、富锗整理剂、天然物(丝蛋白、绿茶、 艾蒿)整理剂、舒适性(凉感、暖感、调温)整理剂等精 细化工产品的生产和销售。戴若冰

北京洁尔爽高科技有限公司开发生产的JLSUN®纺织抗静电剂适于涤纶、TC、尼龙、人造丝、丙纶、羊 毛等织物的抗静电处理，应用方法有浸渍法、浸轧定形 法。经过其处理过的纤维具有很好的吸湿导电性和防污 防尘性，还具有一定的抗起毛起球效果，也可以用于化 纤纺丝的抗静电整理。可使表面电阻由原来的1013欧姆 降低至108欧姆；3600伏半衰期1.5秒；织物亲水性：水 分转移10厘米/10分钟，滴水扩散1秒，手感柔软。

可以 和染色同浴进行，并可以起到匀染作用，减少染斑的产 生，提高染色效果。织物防静电整理剂SE外观为淡黄色 透明液体，PH为中性，易溶于水，具有耐高温、耐酸、 耐碱(PH3-13)的特性。一般用量为1.0~3.0% (o.w.f)。

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