一种抗静电的复合聚酯纤维及其制备方法与流程

本发明涉及聚酯纤维，具体为一种抗静电的复合聚酯纤维及其制备方法。

背景技术：

1、聚酯纤维(pet)是由大分子链中的各链节通过酯基连成成纤聚合物纺制的合成纤维，聚酯纤维包括聚对苯二甲酸丁二酯纤维、聚对苯二甲酸丙二酯纤维、聚对苯二甲酸乙二酯纤维和全芳香族聚酯纤维等，聚酯纤维具有一系列优良性能，包括断裂强度和弹性模量高，耐热和耐光性好等，但是聚酯纤维具有疏水性，静电摩擦系数和动摩擦系数数值较大，易在纤维上积聚静电荷，使得纤维之间彼此排斥或者吸附在机械部件上，易沾尘埃造成加工困难，此外聚酯纤维的上述缺陷还会严重影响聚酯纤维的应用；

2、发明授权专利cn106317390b公开了一种吸湿抗静电聚酯及纤维的制备方法，是以吸湿抗静电聚酯为皮层，以聚对苯二甲酸二乙酯为芯层，熔融复合制备得到吸湿抗静电聚酯纤维，将混合后的埃洛石纳米管、硅藻土、钠基膨润土混作为吸湿抗静电剂；但制备的吸湿抗静电聚酯纤维仅是通过引入具有吸湿性和抗静电性物质的无机物，来提高制备纤维的相应功能，而未能通过接枝改性的化方法改变聚酯自身结构，进而提高自身的吸湿抗静电性能；

3、针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抗静电的复合聚酯纤维及其制备方法，用于解决现有技术中聚酯纤维自身抗静电性差，仅仅通过掺入等物理方法进而提高制备的聚酯纤维的抗静电性，此外未能形成具有抗静电、强吸湿性和优良力学性能的复合聚酯纤维。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种抗静电的复合聚酯纤维，包括改性pet树脂和改性氯化聚氯乙烯树脂；所述改性pet树脂包括抗静电剂和pet树脂；所述改性氯化聚氯乙烯树脂包括木质素、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和苯乙烯；所述改性氯化聚氯乙烯树脂包括氯化聚氯乙烯树脂和硝酸银；

3、所述固体抗静电剂的合成方法，包括以下步骤：

4、a1、研磨木质素，得到木质素粉末，在氮气氛围下，将无水乙醇、木质素粉末、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和苯乙烯混合，在室温下搅拌均匀，得到混合物；

5、a2、在混合物中加入引发剂，升温至70-80℃，反应5-10h，得到反应体系，将反应体系自然冷却至室温，后旋蒸去除乙醇溶剂，得到浓缩液；

6、a3、将浓缩液滴加至甲苯中进行沉淀，得到沉淀物，将沉淀物放在真空干燥箱中以80℃下干燥24h，得到固体抗静电剂。

7、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵作为季铵盐类化合物，由于带有稳定的铵阳离子，可以增加聚合物的电荷密度、促进电荷转移，从而表现出良好的抗静电性；此外在偶氮引发剂ai bn的作用下，引入木质素和苯乙烯，得到设计后的抗静电剂，木质素作为再生天然高分子聚合物，作为芳香族聚合物，表面具有亲湿基团且自身的比表面积较大。

8、进一步的，无水乙醇、木质素粉末、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和苯乙烯按照用量比120ml:20-30g:100g:50ml混合。

9、进一步的，改性pet树脂的制备包括以下步骤：

10、将固体抗静电剂和pet树脂分别粉碎、混合，得到混合微粒，后将混合微粒加入到微型双螺杆挤出机中进行共混，得到改性pet树脂。

11、进一步的，所述固体抗静电剂和pet树脂按照用量比15-20g:100g混合。

12、进一步的，共混工艺中，共混温度为260-270℃、共混时间为5min。

13、进一步的，制备改性氯化聚氯乙烯树脂包括以下步骤：

14、s1、二氯乙烯和三氯乙烯混合，得到溶剂，将聚氯乙烯树脂分散在溶剂中进行氯化，得到氯化聚氯乙烯树脂；

15、s2、将硝酸银固体溶解在去离子水中，得到硝酸银溶液；

16、s3、将氯化聚氯乙烯树脂浸泡在硝酸银溶液中，密封、避光浸泡3h后取出，得到改性的氯化聚氯乙烯树脂。

17、本发明是采用溶剂法制备氯化聚氯乙烯，用二氯乙烯和三氯乙烯的混合物作为溶剂，将聚氯乙烯树脂分散在混合溶剂中，制备得到氯化聚氯乙烯。

18、进一步的，所述硝酸银和去离子水的用量比为0.3-0.5g:10ml。

19、该抗静电的复合聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：

20、改性pet树脂和改性氯化聚氯乙烯树脂混合切片，放入真空转股干燥箱中干燥，先在70-80℃下干燥3h，后升温至100℃下干燥2h，得到干燥树脂；干燥树脂采用螺杆挤出机熔融纺丝，纺丝时螺杆各区温度控制在260-280℃、纺丝压力为10-15mpa；丝条冷却固化时，环形吹风温度为30-35℃、风的湿度为70-80％、吹风速度为0.3-0.4m/s，纺丝速度为1000m/min，后拉伸倍数为3-4倍。

21、本发明具备下述有益效果：

22、1、pet树脂与抗静电剂共混后，得到改性pet树脂；其中的抗静电剂具体为接枝改性后的季铵盐类化合物，引入木质素，利用木质素表面含有的羟基、羧基、氨基等亲水性基团的化合物以降低材料表面的电阻，增加抗静电性，此外上述管能团可以促进铵阳离子的解离，引入苯乙烯，将小分子季铵盐合成高分子季铵盐，高分子抗静电剂相较于小分子抗静电剂，更加稳定，几乎不受水洗或者摩擦等外部因素影响。

23、2、本发明还采用季铵盐型抗静电剂，采用内部混炼的方式加入到基体树脂中，在复合材料内部形成“芯壳结构”的导电网络，通实现电荷的快速分散；抗静电剂固体的添加量为15-20％wt，抗静电剂固体在添加量较小时，抗静电剂分子仅仅在基体树脂的内部和表面分散排列，而随着抗静电剂添加量的增大，在复合材料内部和表面聚集的抗静电剂分子越来越多，抗静电之间的距离变小，逐渐形成连续的导电网络。

24、3、氯化聚氯乙烯相较于聚氯乙烯，其耐化学腐蚀性能、耐老化性、阻燃性能进一步提高，但是由于氯原子含量的进一步增加，增大了分子链间的作用力，进一步缩短了分子间的距离，敛集密度增大，其结果上使得氯化聚氯乙烯具有更高的强度和更低的韧性，氯化聚氯乙烯通过与改性pet树脂复配、共混改性，从而进一步改善自身的韧性；此外在与改性pet树脂进行共混前，氯化聚氯乙烯树脂事先浸泡在硝酸银溶液中，利用氯离子吸附银离子，从而在制备面料中掺入无机导电填料，进一步提高制备的复合聚酯纤维的导电性能，银本身还具有良好的抗菌效果，还可以作为复合聚酯纤维的无机抗菌剂。

技术特征：

1.一种抗静电的复合聚酯纤维，其特征在于，包括改性pet树脂和改性氯化聚氯乙烯树脂；所述改性pet树脂包括固体抗静电剂和pet树脂；所述固体抗静电剂包括木质素粉末、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和苯乙烯；所述改性氯化聚氯乙烯树脂包括氯化聚氯乙烯树脂和硝酸银；

2.根据权利要求1所述的一种抗静电的复合聚酯纤维，其特征在于，所述a2中，无水乙醇、木质素粉末、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、苯乙烯和引发剂aibn按照用量比120ml:20-30g:100g:50ml:0.5g混合。

3.根据权利要求1所述的一种抗静电的复合聚酯纤维，其特征在于，所述改性pet树脂的制备包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种抗静电的复合聚酯纤维，其特征在于，所述固体抗静电剂和pet树脂的用量比15-20g:100g混合。

5.根据权利要求3所述的一种抗静电的复合聚酯纤维，其特征在于，所述共混中，共混温度为260-270℃、共混时间为5min。

6.根据权利要求1所述的一种抗静电的复合聚酯纤维，其特征在于，制备改性氯化聚氯乙烯树脂包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种抗静电的复合聚酯纤维，其特征在于，所述硝酸银和去离子水的用量比为0.3-0.5g:10ml。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的抗静电的复合聚酯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种抗静电的复合聚酯纤维及其制备方法，涉及纺织材料技术领域，本发明是对改性氯化聚氯乙烯树脂和改性PET树脂复配共混、熔融挤出纺丝工艺，以改善氯化聚氯乙烯树脂脆性过大的弊端，PET树脂预先接入木质素作为吸湿基团，引入苯乙烯单体使得季铵盐型抗静电剂转变为大分子高聚物，从而提高PET树脂的抗静电性和吸湿性能，其中的抗静电剂固体占比PET树脂含量的15‑20％w，在此复配比例下，PET树脂表面形成连续导电网络，而改性后的氯化聚氯乙烯树脂掺杂具有优良导电性能的填料‑硝酸银，以提高氯化聚氯乙烯树脂的抗静电性，此外上述两种树脂复配，还可以改善过氯树脂的脆性大的缺陷。技术研发人员：项雪珍,魏晓敏,李小兵,钱建新受保护的技术使用者：苏州宏能纺织材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29