陽離子表面活性劑用于消除滌綸纖維靜電

      滌綸是當(dāng)前應(yīng)用廣泛的一種合成纖維,它具有強度高?彈性好?剛性大等優(yōu)越的物理機(jī)械性能及耐酸?耐腐蝕性,但滌綸分子間是由共價鍵結(jié)合,既不能電離,也不能傳遞電子,容易產(chǎn)生和積聚電荷,再加上滌綸纖維中極性基團(tuán)很少,疏水性大,因此,電荷散逸困難,不可避免地要產(chǎn)生靜電。在20℃相對濕度65%時,它的比電阻率1012～1013Ω/cm,這樣大的電阻所產(chǎn)生的靜電使纖維容易起毛,甚至起球?吸灰?玷污,用其制作的服裝太貼身,使人感覺不舒服,在大規(guī)模集成電路等一些現(xiàn)代化工業(yè)的研究和生產(chǎn)過程中,也往往由于操作人員服裝上帶有靜電荷而易沾上灰塵,造成電路短路,元件擊穿,精密儀器誤動作,甚至失靈等情況,大大降低了集成電路的制成率,使得集成塊的集成度提高不大。因此,要保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行,靜電的消除就顯得非常重要。     
     滌綸消除靜電的方法有許多種,這里討論的方法是常見的抗靜電劑法,即用抗靜電劑對纖維及其織物表面處理,降低纖維的比電阻,從而提高滌綸的抗靜電性,以消除靜電。抗靜電劑大多數(shù)為表面活性劑,它具有極性基團(tuán),可以吸濕,使聚合體的表面電阻減小,加快靜電荷的散逸。目前,抗靜電劑品種很多,按離子型分類法,主要有陰離子型?陽離子型?兩性及非離子型四種抗靜電劑。其優(yōu)缺點如下: 
   陰離子抗靜電劑應(yīng)用廣泛,但如何針對不同種類的纖維確定烷基數(shù)及中和劑等工作十分復(fù)雜。 
   陽離子抗靜電劑對纖維的吸附性強,因此,顯示出好的抗靜電效果,尤其作為纖維制品的抗靜電劑,不僅抗靜電性好,而且使紡織產(chǎn)品手感得到明顯地改善。 
   兩性抗靜電劑,其效果可與陽離子抗靜電劑媲美,但價格昂貴,故目前使用范圍不大。非離子型抗靜電劑,在一般濕度下抗靜電效果一般,但在低濕度情況下卻顯露出明顯的抗靜電效果。
1 陽離子表面活性劑的抗靜電原理 
陽離子表面活性劑帶有正電荷,而大多數(shù)纖維表面帶有負(fù)電荷,由于相反電荷中和,抗靜電效果比陰離子型和非離子型好,此外,它還能在纖維表面形成憎水性油膜,降低纖維的摩擦系數(shù),顯示出柔軟平滑效果。以季胺鹽為例,它是由親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)所組成的。其疏水基結(jié)構(gòu)與陰離子表面活性劑相似,疏水基和親水基的連接方式也很類同,即除親水基直接連在疏水鏈上外,往往還通過酯?醚?酰胺等形式來連接,但溶于水時,其親水基呈現(xiàn)正電荷(其親水基團(tuán)主要為堿性氮原子,也有磷?硫?碘等)。由于其極強的吸附能力,容易在基體表面上形成親油性膜及產(chǎn)生陽電性,故廣泛用作紡織品的柔軟劑及抗靜電劑等(前者是由于親油性膜的形成而使紡織品有憎水的作用以及能顯著地降低纖維表面的靜摩擦系數(shù),從而使纖維具有良好的平滑性,而后者則是陽電性作用的表現(xiàn))。對于通常帶有負(fù)電荷的紡織品來講,它的吸附能力比陰離子和非離子強。正是這種特殊性質(zhì)決定了陽離子表面活性劑在抗靜電領(lǐng)域的特殊價值。
2 季胺鹽類抗靜電劑性能的改善 
為了使抗靜電劑具有更優(yōu)越的性能,在加入陽離子表面活性劑的基礎(chǔ)上,如果加入適量的吐溫型非離子表面活性劑及其它組分,其中吐溫-80的溶解性能較好,同時,還具有良好的耐熱性,乳化性及一定的抗靜電效果,可以使纖維的靜摩擦系數(shù)降低,同時也具備了較好的抱合集束性。乙二酸四乙酸二鈉和聚乙二醇主要作為分散和軟化添加劑加入其中,以改善抗靜電劑的一些輔助性能。 
經(jīng)過多次篩選,使用十二烷基三甲基溴化銨和吐溫-80作為滌綸主要抗靜電劑成分,效果要比沒加入添加成分好。