一种抗静电导电纤维及其制备方法与流程

1.本发明涉及纺织材料技术领域，具体为一种抗静电导电纤维及其制备方法。
技术背景
2.目前，在我国纺织品的抗静电加工方法主要有：在纺织纤维中加入抗静电整理剂，使纤维面料的导电性和传递电子的能力得到提升，达到抗静电的目的；提高纺织纤维的亲水性，通过将纤维接枝改性或与具有吸湿性质的纤维材料进行混纺，使原纤维获得亲水性达到抗静电的目的；将纺织纤维与导电纤维进行混纺或嵌织，使之成为始终具有抗静电性能的导电材料。上述方法在应用过程中均存在一定的弊端和局限性。
3.如实用新型cn212979496u公开了一种混纺导电纤维的抗静电复合通道面料，包括通道面料层和抗静电层，所述抗静电层包括抗静电面层、抗静电底层和抗静电柱芯层，所述抗静电柱芯层包括设置在多层胶合tpu空气通道面料中空气通道内的导电纤维柱芯，所述导电纤维柱芯为活性炭纤维包覆银丝柱芯，每个所述空气通道内均距设置有四根活性炭纤维包覆银丝柱芯。实用新型cn212979496u所公开的混纺导电纤维的抗静电复合通道面料适用于我们日常穿戴的时装中，但是制作工艺复杂，所使用的银丝柱芯材料成本较高。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗静电导电纤维的制备方法，包括以下步骤：
5.步骤(1)将涤纶纤维置于等离子体处理机的处理腔中，抽去处理腔中的空气，通入惰性气体调节处理腔内的压力，然后对处理腔内放置的电极施加电压对涤纶纤维进行处理，处理完成后，得到表面改性的涤纶纤维；
6.步骤(2)将表面改性的涤纶纤维置于苯胺、5-磺基水杨酸-盐酸混合酸的掺杂溶液中，搅拌，得到a相；将过硫酸铵加入盐酸水溶液中，得到b相；将a相和b相混合，反应，反应完成后，沥出，洗涤，干燥，得到掺杂的涤纶纤维；
7.步骤(3)将掺杂的涤纶纤维置于氨水中，浸渍处理，浸渍完成后，沥出，洗涤，得到反掺杂的涤纶纤维；
8.步骤(4)对步骤(3)得到的反掺杂的涤纶纤维重复步骤(2)中的处理，得到抗静电导电纤维。
9.优选地，所述步骤(1)中，通入惰性气体调节处理腔内的压力使处理腔内的压力为20-60pa，惰性气体包括氮气。
10.优选地，所述步骤(1)中，施加电压的功率为100-160w，处理时间为5-12min。
11.优选地，所述步骤(2)中，制备a相时，5-磺基水杨酸-盐酸混合酸的掺杂溶液是由浓度为1.0mol/l的盐酸水溶液和浓度为0.2mol/l的5-磺基水杨酸水溶液按体积比1:1混合而成，掺杂溶液中苯胺的浓度为0.5-1.0mol/l，搅拌的条件为15-25℃温度下搅拌45-60min；
12.表面改性的涤纶纤维与苯胺、5-磺基水杨酸-盐酸复合酸的掺杂溶液的料液比1:5-10。
13.优选地，所述步骤(2)中，制备b相时，过硫酸铵与盐酸水溶液的质量体积为11.4-22.8g/50ml，盐酸水溶液的浓度为1mol/l。
14.优选地，所述步骤(2)中，a相和b相的体积比为2:1。
15.优选地，所述步骤(3)中，掺杂的涤纶纤维与氨水的料液比为1:5-10。
16.优选地，所述步骤(3)中，氨水的浓度为0.1-0.5mol/l。
17.优选地，所述步骤(3)中，浸渍处理的条件为20-25℃温度下浸渍处理12-24h。
18.本发明还公开了一种采用上述的抗静电导电纤维的制备方法制备得到的抗静电导电纤维。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
20.本发明通过用等离子体处理技术处理涤纶纤维，使其表面改性，用这种方式改性的涤纶纤维仅影响纤维材料表面深度10nm，但却能极大提高其表面附着能力，苯胺在过硫酸铵的作用下聚合生成导电物质聚苯胺，生成的聚苯胺能够深入涤纶纤维的内部结构中，同时，聚苯胺的π电子共轭结构与涤纶结构中的苯环之间存在π-π吸引力作用，亚氨基与涤纶结构的羰基、氧原子形成氢键，使聚苯胺和涤纶纤维能牢牢结合；
21.本发明中抗静电导电纤维的合成过程用有机酸与无机酸复合掺杂，涤纶既得到了较好的掺杂效果，又能使掺杂稳定、快速；在其基础上用氨水反掺杂处理涤纶纤维再进行二次浸渍，促进了纤维表面反应的完全进行，提高了纤维的抗静电导电能力。
附图说明
22.图1是本发明的抗静电导电纤维的制备工艺流程图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例1
25.本实施例公开了一种抗静电导电纤维的制备方法：
26.步骤(1)将涤纶纤维置于等离子体处理机处理腔中，将处理腔的压力抽至小于3pa，通入氮气调节处理腔内的压力为40pa，然后对处理腔内放置的电极施加电压，功率为100w，处理时间为12min，得到表面改性的涤纶纤维；
27.步骤(2)将表面改性的涤纶纤维按照料液比1:5置于苯胺、5-磺基水杨酸-盐酸混合酸的掺杂溶液的掺杂溶液中，保持温度在15℃，搅拌60min，得到a相，其中，5-磺基水杨酸-盐酸复合酸为50ml浓度为1.0mol/l的盐酸水溶液和50ml浓度为0.2mol/l的5-磺基水杨酸水溶液混合而成，掺杂溶液中苯胺的浓度为0.5mol/l；将11.4g过硫酸铵加入50ml浓度为1mol/l的盐酸水溶液中，得到b相；将a相和b相混合，反应2h，反应完成后，沥出，依次用乙醇、1mol/l的盐酸水溶液和去离子水清洗，放置于烘干箱中干燥至恒重，得到掺杂的涤纶纤
维；
28.步骤(3)将掺杂的涤纶纤维按照料液比1:5置于0.1mol/l氨水中，在20℃温度下浸渍处理24h，浸渍完成后，沥出，用去离子水洗涤后，得到反掺杂的涤纶纤维；
29.步骤(4)对步骤(3)得到的反掺杂的涤纶纤维重复步骤(2)中的处理，得到抗静电导电纤维。
30.实施例2
31.本实施例公开了一种抗静电导电纤维的制备方法：
32.步骤(1)将涤纶纤维置于等离子体处理机处理腔中，将处理腔的压力抽至小于3pa，通入氮气调节处理腔内的压力为60pa，然后对处理腔内放置的电极施加电压，功率为130w，处理时间为9min，得到表面改性的涤纶纤维；
33.步骤(2)将表面改性的涤纶纤维按照料液比1:10置于苯胺、5-磺基水杨酸-盐酸混合酸的掺杂溶液的掺杂溶液中，保持温度在25℃，搅拌45min，得到a相，其中，5-磺基水杨酸-盐酸复合酸为50ml浓度为1.0mol/l的盐酸水溶液和50ml浓度为0.2mol/l的5-磺基水杨酸水溶液混合而成，掺杂溶液中苯胺的浓度为0.6mol/l；将13.7g过硫酸铵加入50ml浓度为1mol/l的盐酸水溶液中，得到b相；将a相和b相混合，反应2h，反应完成后，沥出，依次用乙醇、1mol/l的盐酸水溶液和去离子水清洗，放置于烘干箱中干燥至恒重，得到掺杂的涤纶纤维；
34.步骤(3)将掺杂的涤纶纤维按照料液比1:10置于0.5mol/l氨水中，在25℃温度下浸渍处理12h，浸渍完成后，沥出，用去离子水洗涤后，得到反掺杂的涤纶纤维；
35.步骤(4)对步骤(3)得到的反掺杂的涤纶纤维重复步骤(2)中的处理，得到抗静电导电纤维。
36.实施例3
37.本实施例公开了一种抗静电导电纤维的制备方法：
38.步骤(1)将涤纶纤维置于等离子体处理机处理腔中，将处理腔的压力抽至小于3pa，通入氮气调节处理腔内的压力为20pa，然后对处理腔内放置的电极施加电压，功率为160w，处理时间为5min，得到表面改性的涤纶纤维；
39.步骤(2)将表面改性的涤纶纤维按照料液比1:10置于苯胺、5-磺基水杨酸-盐酸混合酸的掺杂溶液的掺杂溶液中，保持温度在20℃，搅拌50min，得到a相，其中，5-磺基水杨酸-盐酸复合酸为50ml浓度为1.0mol/l的盐酸水溶液和50ml浓度为0.2mol/l的5-磺基水杨酸水溶液混合而成，掺杂溶液中苯胺的浓度为1.0mol/l；将22.8g过硫酸铵加入50ml浓度为1mol/l的盐酸水溶液中，得到b相；将a相和b相混合，反应2h，反应完成后，沥出，依次用乙醇、1mol/l的盐酸水溶液和去离子水清洗，放置于烘干箱中干燥至恒重，得到掺杂的涤纶纤维；
40.步骤(3)将掺杂的涤纶纤维按照料液比1:10置于0.3mol/l氨水中，在20℃温度下浸渍处理24h，浸渍完成后，沥出，用去离子水洗涤后，得到反掺杂的涤纶纤维；
41.步骤(4)对步骤(3)得到的反掺杂的涤纶纤维重复步骤(2)中的处理，得到抗静电导电纤维。
42.对比例1
43.与实施例3相比，对比例1中不采用实施例3中的反掺杂处理与二次浸渍步骤，其他
条件不变。
44.对比例2
45.步骤(1)将涤纶纤维置于等离子体处理机处理腔中，将处理腔的压力抽至小于3pa，通入氮气调节处理腔内的压力为20pa，然后对处理腔内放置的电极施加电压，功率为160w，处理时间为5min，得到表面改性的涤纶纤维；
46.步骤(2)将表面改性的涤纶纤维置于按照料液比1:10苯胺溶液中，保持温度在20℃，搅拌50min，得到a相，其中，苯胺溶液的浓度为1.0mol/l；将22.8g过硫酸铵加入50ml浓度为1mol/l的盐酸水溶液中，得到b相；将a相和b相混合，反应2h，反应完成后，沥出，依次用乙醇、1mol/l的盐酸水溶液和去离子水清洗，放置于烘干箱中干燥至恒重，得到抗静电导电纤维。
47.对比例3
48.步骤(1)将涤纶纤维置于等离子体处理机处理腔中，将处理腔的压力抽至小于3pa，通入氮气调节处理腔内的压力为20pa，然后对处理腔内放置的电极施加电压，功率为160w，处理时间为5min，得到表面改性的涤纶纤维；
49.将表面改性的涤纶纤维按照料液比1:10置于100ml苯胺-盐酸水溶液的掺杂溶液中，保持温度在20℃，搅拌50min，得到a相，苯胺-盐酸水溶液的掺杂溶液中盐酸水溶液的浓度为1.0mol/l，苯胺的浓度为1.0mol/l；将22.8g过硫酸铵加入50ml浓度为1mol/l的盐酸水溶液中，得到b相，将a相和b相混合，反应2h，反应完成后，沥出，依次用乙醇、1mol/l的盐酸水溶液和去离子水清洗，放置于烘干箱中干燥至恒重，得到抗静电导电纤维。
50.以上所有实施例、对比例中涤纶纤维来自商场上中售卖的涤纶织物；等离子体处理机来自江苏普乐司生物科技有限公司，型号为pcl150l；5-磺基水杨酸水溶液、苯胺均为市售溶剂。
51.试验例
52.对实施例3、对比例1、对比例2、对比例3制得的抗静电导电纤维进行抗静电测试，测试结果如表1所示：
53.表1
[0054][0055]
由表1可知，本发明制得的抗静电导电纤维具有良好的抗静电性能。与实施例3相比，对比例2中制得的抗静电纤维，未经过掺杂处理，表面比电阻变化较小，其纤维表面的比电阻值最大，抗静电效果最弱；对比例3中制得的抗静电纤维，仅经hcl掺杂，随放置时间的延长其表面比电阻变化较为明显，抗静电性能减弱明显；对比例1中制得的抗静电纤维，经
有5-磺基水杨酸-盐酸混合酸的掺杂但未经过氨水反掺杂处理进行二次浸渍，具有比前两者更小的比电阻，抗静电性能相对更强，但与实施例3制得的抗静电纤维相比，其表面比电阻的数值更大，表面比电阻的变化波动也更大，抗静电能力和稳定性相对较弱，这是因为经过氨水反掺杂处理的涤纶纤维二次浸渍后促进了纤维内部反应的完全进行。由上表可知，经过二次浸渍的涤纶纤维在拥有很强的抗静电导电能力的同时，还具有长久稳定的抗静电导电能力。
[0056]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种抗静电导电纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)将涤纶纤维置于等离子体处理机的处理腔中，抽去处理腔中的空气，通入惰性气体调节处理腔内的压力，然后对处理腔内放置的电极施加电压对涤纶纤维进行处理，处理完成后，得到表面改性的涤纶纤维；步骤(2)将表面改性的涤纶纤维置于苯胺、5-磺基水杨酸-盐酸混合酸的掺杂溶液中，搅拌，得到a相；将过硫酸铵加入盐酸水溶液中，得到b相；将a相和b相混合，反应，反应完成后，沥出，洗涤，干燥，得到掺杂的涤纶纤维；步骤(3)将掺杂的涤纶纤维置于氨水中，浸渍处理，浸渍完成后，沥出，洗涤，得到反掺杂的涤纶纤维；步骤(4)对步骤(3)得到的反掺杂的涤纶纤维重复步骤(2)中的处理，得到抗静电导电纤维。2.根据权利要求1所描述的一种抗静电导电纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，通入惰性气体调节处理腔内的压力使处理腔内的压力为20-60pa，惰性气体包括氮气。3.根据权利要求1所描述的一种抗静电导电纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，施加电压的功率为100-160w，处理时间为5-12min。4.根据权利要求1所描述的一种抗静电导电纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，制备a相时，5-磺基水杨酸-盐酸混合酸的掺杂溶液是由浓度为1.0mol/l的盐酸水溶液和浓度为0.2mol/l的5-磺基水杨酸水溶液按体积比1:1混合而成，掺杂溶液中苯胺的浓度为0.5-1.0mol/l，搅拌的条件为15-25℃温度下搅拌45-60min；表面改性的涤纶纤维与苯胺、5-磺基水杨酸-盐酸复合酸的掺杂溶液的料液比1:5-10。5.根据权利要求1所描述的一种抗静电导电纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，制备b相时，过硫酸铵与盐酸水溶液的质量体积为11.4-22.8g/50ml，盐酸水溶液的浓度为1mol/l。6.根据权利要求1所描述的一种抗静电导电纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，a相和b相的体积比为2:1。7.根据权利要求1所描述的一种抗静电导电纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，掺杂的涤纶纤维与氨水的料液比为1:5-10。8.根据权利要求1所描述的一种抗静电导电纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，氨水的浓度为0.1-0.5mol/l。9.根据权利要求1所描述的一种抗静电导电纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，浸渍处理的条件为20-25℃温度下浸渍处理12-24h。10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的抗静电导电纤维的制备方法制备得到的抗静电导电纤维。

技术总结
本发明涉及纺织材料技术领域，公开了一种抗静电导电纤维及其制备方法。所述制备方法，包括以下步骤：步骤(1)对涤纶纤维进行等离子处理，得到表面改性的涤纶纤维；步骤(2)将表面改性的涤纶纤维置于苯胺、5-磺基水杨酸-盐酸混合酸的掺杂溶液中，与过硫酸铵盐酸水溶液混合，反应，得到掺杂的涤纶纤维；步骤(3)将掺杂的涤纶纤维置于氨水中浸渍处理，得到反掺杂的涤纶纤维；步骤(4)对反掺杂的涤纶纤维重复步骤(2)中的处理，得到抗静电导电纤维。本发明工艺简单，无需额外添加抗静电协效剂，制得的抗静电导电纤维性能优良而稳定。静电导电纤维性能优良而稳定。静电导电纤维性能优良而稳定。


技术研发人员：钟汉文 钟泽霖 钟永南 钟宁卫 钟永立
受保护的技术使用者：广东创时尚智能股份有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/9/14