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前沿科技
双电层起电非织造抗静电剂在国内初露端倪
焦晓宁/文 2014/04/02

国内有厂家开始试生产双电层起电抗静电剂。由抗静电剂产生的电荷与纤维摩擦时所带的电荷相反,因此发生电性中和现象,使纤维表面电荷量减少,提高了静电性,同时不会因为空气湿度的变化而影响产品的抗静电性能。
无论是外部涂覆法还是内部混炼法,非织造材料用抗静电剂的作用机理主要表现在两个方面:一是在材料表面形成导电层,降低电阻率,使已经产生的静电荷迅速泄露;二是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。
非织造材料抗静电剂使用时必须满足用量少、效果好、使用方便、价格适宜、对纤维不产生物理或化学不良影响等条件。对于暂时性需求的产品,可在使用后清除,对于要求具有耐久性抗静电性能的产品应具有耐摩擦、耐洗涤和耐干洗等性能。
非织造布用抗静电剂在国外发展很快,尤其是在美国、日本等发达国家,无论是抗静电剂的生产还是销售都居世界前列。国外抗静电剂的发展趋向于持久、耐热性好、适用性广和品种系列化,此外用于计量和操作加工固体抗静电品种也在逐渐增加。
然而在国内,“提高纤维的吸湿性”是大多数抗静电非织造生产商采用的抗静电剂发挥作用的主要方式。用具有亲水性的非离子表面活性剂或高分子物质进行整理。表面活性剂的抗静电作用是由于它能在纤维表面形成定向吸附层,在吸附层中表面活性剂的疏水端与疏水性纤维相吸引,而亲水端则指向空气,在纤维表面形成一层亲水性薄膜。从而提高了纤维的吸湿性,加速了电荷逸散效率,减少了静电积聚,降低了纤维的表面电阻,达到抗静电效果。但是这类整理剂会因为空气湿度的降低而影响其抗静电性能。
不过可喜的是,国内有厂家开始试生产双电层起电抗静电剂。这种抗静电剂实质上是界面极化作用引起的电离和吸附,或由电阻的亲和力引起的电动现象,在极薄的表层中形成电荷层。一般来说,酸性高聚物易丢失正离子而形成负电荷表面,碱性高聚物则相反。由于抗静电剂产生的电荷与纤维摩擦时所带的电荷相反,因此发生电性中和现象,使纤维表面电荷量减少,提高了静电性,同时不会因为空气湿度的变化而影响产品的抗静电性能。据了解,目前可用于生产这种具有特殊消电作用的抗静电剂原料有聚氨酯树酯、640油剂等。
特别需要注意的是,在非织造布抗静电整理过程中,轧液率、轧车车速、定型温度和时间亦会影响整理效果。轧液率过低时,抗静电剂很难在纤维表面形成连续的亲水导电层,抗静电效果差;轧液率过高,整理后不易烘干,定型效果不好,且抗静电疏水基未与纤维发生共熔,易导致电荷积聚,从而降低或影响抗静电效果;车速过快,会导致非织造布抗静电剂完全浸透,两者不能充分共熔,不能在其表面形成连续完整且相对均匀的亲水导电层。另外,定型温度过低、时间过短,织物电极不能与涤纶纤维充分共熔,难于形成良好的亲水导电层,达不到良好的抗静电效果;反之则易造成基布的热损失进而造成其他性能的恶化及能源浪费。
 

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