CN105177758A - 一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料,其包括如下重量份的化学成分:聚丙烯腈40~50份,聚苯胺20~30份,抗菌剂10~15份、抗静电剂5~10份、抗氧剂1~5份、润滑剂1~5份,稳定剂1~3份。同时还提供该复合纤维材料的制备方法,所述复合纤维材料,采用聚丙烯腈和聚苯胺复合成型,并通过特制的抗静电剂,具备较好的抗静电能力,且抗静电能力时间长,使用寿命高。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料及其制备方法。
背景技术
复合纤维(英文名称compositefiber)是多组分纤维(英文名称multicomponentfibers)的一种,是针对人造纤维品种的术语。在同一根纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物纤维,这种纤维称复合纤维,它是20世纪60年代发展起来的物理改性纤维。利用复合纤维制造技术可以获得兼有两种聚合物特性的双组分纤维。有并列型、皮芯型、海岛型等复合纤维,纤维截面有圆形和异形。纤维具有三维立体卷曲、高蓬松性和覆盖性,良好的导电性、抗静电性和阻燃性。复合纤维需要采用特殊结构的复合纺丝机纺丝。主要用于毛线、毛毯、毛织物、保暖絮绒填充料、丝绸织物、非织造布、医疗卫生用品和特殊工作服等。
抗静电纤维(antistaticfiber),不易积聚静电荷的化学纤维。在标准状态下体积电阻率小于1010Ω·cm的纤维或静电荷逸散半衰期小于60s的纤维。有暂时性和耐久性两种。加工方法有:(1)用抗静电剂进行表面处理;(2)用亲水性聚合物整理剂处理;(3)与含导电或抗静电性能的聚合物复合纺丝或共混纺丝;(4)与抗静电单体共聚。用于加工各种服装、地毯、矿山输送带、汽车内装饰用品和特殊无尘、无菌、无静电工作服。
现有有关抗静电纤维的专利文献主要有:
专利公开号:CN104894691A,公开了一种静电纺丝法制备Fe2O3/V2O5复合纤维的方法。发明采用乙酰基丙酮钒和三乙酰丙酮铁为前驱体,有机溶剂如无水乙醇为溶剂,通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)调节溶液粘度,利用静电纺丝技术制备纳米纤维,然后将纳米纤维高温焙烧得到Fe2O3/V2O5复合纳米纤维材料。本发明所得纤维材料连续均匀,纤维直径小,比表面积大,且制备工艺简单、操作方便,制备的Fe2O3/V2O5复合纤维在可见光下具有较高光催化性。然而,该专利是通过静电纺丝法使得复合纤维带有抗静电性能,这种方式所得到的复合纤维抗静电能力弱,且抗静电能力随着时间增长而减弱。
发明内容
为解决上述存在的问题,本发明的目的在于提供一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料,同时还提供该复合纤维材料的制备方法,所述复合纤维材料,采用聚丙烯腈和聚苯胺复合成型,并通过特制的抗静电剂,具备较好的抗静电能力,且抗静电能力时间长,使用寿命高。
为达到上述目的,本发明的技术方案是:
一种抗菌抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料,其包括如下重量份的化学成分:聚丙烯腈40~50份,聚苯胺20~30份,抗菌剂10~15份、抗静电剂5~10份、抗氧剂1~5份、润滑剂1~5份,稳定剂1~3份。
进一步,其包括如下重量份的化学成分:聚丙烯腈40~45份,聚苯胺20~25份,抗菌剂10~13份、抗静电剂5~8份、抗氧剂1~4份、润滑剂1~3份,稳定剂1~3份。
优选地,其包括如下重量份的化学成分:聚丙烯腈45份,聚苯胺24份,抗菌剂13份、抗静电剂5份、抗氧剂2份、润滑剂2份,稳定剂1份。
另,所述抗菌剂为银离子磷酸钙、银离子抗菌沸石、二氧化硅改性有机抗菌剂、季鏻盐抗菌剂中的一种。
另有,抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076。
再,所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯、改性乙撑双脂肪酸酰胺中的一种。
再有,所述抗静电剂包括如下重量份的化学成分:丙三醇缩水甘油醚30~50份,甲基丙烯酸10~20,三乙醇胺3~6份,聚乙烯醇10~20份,丙烯酸丁酯10~20份,月桂醇油酸酯10~20份,十八烷基胺聚氧乙烯醚10~20份,丙烯酸乙酯30~50份,水1200~1600份。
同时,本发明还提供一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料的制备方法,包括如下步骤:按重量配比称取各组分,并分别加入中速混合机中,搅拌20~30min,混合均匀后加入双螺杆挤压机,经螺杆挤压机挤压共混、熔融,再进行纺丝,纺丝的熔体温度220~280℃,卷绕速度控制在500~800m/min,热定型温度为80~150℃,即得所述抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料。
本发明的有益效果在于:
采用聚丙烯腈和聚苯胺复合成型,聚丙烯腈纤维(PAN)作为一种重要的高分子材料,具有许多优良的性能。但是PAN纤维的疏水性、易于积聚静电限制了它的使用范围。聚苯胺(PANI)是众多导电高分子中最具有商业前景的一种。利用PANI可调的导电性、优异的化学稳定性、简单的制备方法等特点,对PAN纤维进行抗静电改性,可降低其表面电阻,减少静电的发生,改善PAN纤维的使用性能。本文利用PAN纤维接枝PANI的方法制备PAN/PANI复合纤维,其抗静电性得到很好的改善。并通过特制的抗静电剂,具备较好的抗静电能力,且抗静电能力时间长,使用寿命高。PAN常规纤维的质量比电阻为1010Ω·cm,PAN/PANI纤维的质量比电阻可以降低到108Ω·cm,说明聚苯胺改性PAN纤维成功地改善了PAN纤维的抗静电性能。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据厂家的条件作进一步调整,未说明的实施条件通常为常规实验条件。
本发明所提供的一种抗菌抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料,其包括如下重量份的化学成分:聚丙烯腈40~50份,聚苯胺20~30份,抗菌剂10~15份、抗静电剂5~10份、抗氧剂1~5份、润滑剂1~5份,稳定剂1~3份。
进一步,其包括如下重量份的化学成分:聚丙烯腈40~45份,聚苯胺20~25份,抗菌剂10~13份、抗静电剂5~8份、抗氧剂1~4份、润滑剂1~3份,稳定剂1~3份。
优选地,其包括如下重量份的化学成分:聚丙烯腈45份,聚苯胺24份,抗菌剂13份、抗静电剂5份、抗氧剂2份、润滑剂2份,稳定剂1份。
另,所述抗菌剂为银离子磷酸钙、银离子抗菌沸石、二氧化硅改性有机抗菌剂、季鏻盐抗菌剂中的一种。
另有,抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076。
再,所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯、改性乙撑双脂肪酸酰胺中的一种。
再有,所述抗静电剂包括如下重量份的化学成分:丙三醇缩水甘油醚30~50份,甲基丙烯酸10~20,三乙醇胺3~6份,聚乙烯醇10~20份,丙烯酸丁酯10~20份,月桂醇油酸酯10~20份,十八烷基胺聚氧乙烯醚10~20份,丙烯酸乙酯30~50份,水1200~1600份。
同时,本发明还提供一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料的制备方法,包括如下步骤:按重量配比称取各组分,并分别加入中速混合机中,搅拌20~30min,混合均匀后加入双螺杆挤压机,经螺杆挤压机挤压共混、熔融,再进行纺丝,纺丝的熔体温度220~280℃,卷绕速度控制在500~800m/min,热定型温度为80~150℃,即得所述抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料。
所述复合纤维材料采用聚丙烯腈和聚苯胺复合成型,聚丙烯腈纤维(PAN)作为一种重要的高分子材料,具有许多优良的性能。但是PAN纤维的疏水性、易于积聚静电限制了它的使用范围。聚苯胺(PANI)是众多导电高分子中最具有商业前景的一种。利用PANI可调的导电性、优异的化学稳定性、简单的制备方法等特点,对PAN纤维进行抗静电改性,可降低其表面电阻,减少静电的发生,改善PAN纤维的使用性能。本文利用PAN纤维接枝PANI的方法制备PAN/PANI复合纤维,其抗静电性得到很好的改善。并通过特制的抗静电剂,具备较好的抗静电能力,且抗静电能力时间长,使用寿命高。PAN常规纤维的质量比电阻为1010Ω·cm,PAN/PANI纤维的质量比电阻可以降低到108Ω·cm,说明聚苯胺改性PAN纤维成功地改善了PAN纤维的抗静电性能。
需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (8)
1.一种抗菌抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料,其特征在于,其包括如下重量份的化学成分:聚丙烯腈40~50份,聚苯胺20~30份,抗菌剂10~15份、抗静电剂5~10份、抗氧剂1~5份、润滑剂1~5份,稳定剂1~3份。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料,其特征在于,其包括如下重量份的化学成分:聚丙烯腈40~45份,聚苯胺20~25份,抗菌剂10~13份、抗静电剂5~8份、抗氧剂1~4份、润滑剂1~3份,稳定剂1~3份。
3.根据权利要求1所述的一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料,其特征在于,其包括如下重量份的化学成分:聚丙烯腈45份,聚苯胺24份,抗菌剂13份、抗静电剂5份、抗氧剂2份、润滑剂2份,稳定剂1份。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料,其特征在于,所述抗菌剂为银离子磷酸钙、银离子抗菌沸石、二氧化硅改性有机抗菌剂、季鏻盐抗菌剂中的一种。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料,其特征在于,抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料,其特征在于,所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯、改性乙撑双脂肪酸酰胺中的一种。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料,其特征在于,所述抗静电剂包括如下重量份的化学成分:丙三醇缩水甘油醚30~50份,甲基丙烯酸10~20,三乙醇胺3~6份,聚乙烯醇10~20份,丙烯酸丁酯10~20份,月桂醇油酸酯10~20份,十八烷基胺聚氧乙烯醚10~20份,丙烯酸乙酯30~50份,水1200~1600份。
8.一种如权利要求1~3中任一项所述的一种抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:按重量配比称取各组分,并分别加入中速混合机中,搅拌20~30min,混合均匀后加入双螺杆挤压机,经螺杆挤压机挤压共混、熔融,再进行纺丝,纺丝的熔体温度220~280℃,卷绕速度控制在500~800m/min,热定型温度为80~150℃,即得所述抗静电聚丙烯腈/聚苯胺复合纤维材料。
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