[其他]制备耐久性抗静电聚丙烯纤维的方法

说明书

本发明涉及制造具有海岛型结构的耐久性抗静电聚丙烯纤维的方法。

有关制造具有抗静电性质的纤维及织物的方法，归纳起来有如下四类：（1）对织物表面进行抗静电处理。一般是将织物与抗静电剂共浴，浸轧织物后送去烘干，再进行热定型。该方法抗静电物质附在织物表面，经摩擦、洗涤后容易失去，因此抗静电效果不佳。（2）化学改性。是采用接技或镶嵌共聚等方法，对纤维进行改性，改善纤维的吸湿性和抗静电性。该方法虽可使纤维抗静性具有一定的耐久性，但其方法较复杂，工艺条件要求严格。（3）复合纺丝和共混纺丝。复合纺丝是将导电组分与成纤高聚物流体分别输入同一个特制的复合喷丝组件中，并在其中的适当部位汇合，从而纺制成抗静电纤维，其结构一般是芯-鞘型，如图1所示，芯（1）为抗静电组分，鞘（2）为成纤高聚物。该方法所需设备较多，喷丝组件结构制造复杂，工艺控制麻烦。共混纺丝方法则较为简单，只须将抗静电剂与成纤高聚物混合，并熔融纺丝。但据现有报导的一种以碳黑为抗静电剂的共混纺丝中，因碳黑颗粒粗大，不与成纤高聚物相容，所以纺丝条件苛刻，可纺性差。（4）混纺或交织纺。将少量导电纤维如碳纤维、金属纤维、与不导电的纤维如涤纶、锦纶等混纺或交织成抗静电织物。其织物抗静电效果好，但需对导电纤维另加制备，工艺要求严格，且在混纺、交织时，一般的织机很难适应，织物的色泽、手感不好，应用范围窄。

在已有技术中，对制造抗静电纤维的文献、资料和产品中，还没有发现有关制造海岛型抗静电丙纶纤维的报导和实例。

抗静电剂及其在纤维中的形态结构，赋于纤维以导电性或放电性，至关重要，这是解决纤维本身不吸湿、易产生静电的根本方法之一。这方面国内外研究、报道的很多。于1979年公布的美国专利U.S.4165303中，介绍了用于涤纶和锦纶的聚乙二醇酯类抗静电剂。其中一例是采用0.1克分子，分子量为6000的聚乙二醇和0.06克分子36碳的脂肪酸二聚物，在240℃下加热，反应5小时，最后使体系处于200毫米汞柱真空下一小时，以除尽水份。用其作为抗静电剂与锦纶66共混纺丝，制得的锦纶66抗静电纤维，测得其比电阻为10¹²（欧姆）数量级。但该专利没有介绍具体纺丝的条件，而可纺性的好坏是关系到该种抗静电纤维性能的一个重要条件。

对于抗静电纤维的制备而言，还必须解决加入的抗静电剂对纤维可纺性的影响，对纤维结构的影响，对织物物化性能、染色性能的影响等问题，必要时应对纺丝工艺进行调整。对于具有海岛结构的抗静电纤维，国内外报道的很少。1981年公布的日本专利JP81-58008中，介绍了日本可乐丽公司制造的含海岛结构的涤纶复合纤维。其导电组分为碳黑，纤维的截面结构如图2所示，中间的海岛结构部分由导电性的“岛”成分（1）（碳黑+成纤高聚物酰胺，聚乙烯、聚乙二醇等）和成纤高聚物的“海”成分（2）所组成，“岛”与“海”的成分为非相容性的，而“海”成分与构成非导电层的高聚物（3）为相容性的。其中“岛”成分的数量要有5根以上，在纤维轴方向上呈连续状态，但也可以不完全连续，甚至可成网络状。该纤维具有耐久性导电性质，效果优于芯-鞘型，在外加电压一千伏时，比电阻为10⁷数量级，比芯-鞘型小1～2个数量级。但该方法工艺复杂，不易工业化。

本发明目的在于提供一种工艺简单，利用现有设备就能制造具有海岛型结构的抗静电性能优良的聚丙烯纤维的方法，减低丙纶丝在纺织过程及服用上的静电作用和危害以及织物的吸尘作用。

本发明采用分子量在10.000～25.000范围的聚乙二醇与过量的30个碳以下的高级脂肪酸，在酸性介质存在下，于80～150℃下反应8～20小时，制得聚乙二醇酯，即为抗静电剂。在产物中应有15～25%的高级脂肪酸盐。先将重量比小于3%的抗静电剂与聚丙烯混炼，然后即可在现有普通螺杆纺丝机上进行纺丝。在所进行的生产机实验中，可纺性能好，并可以降低纺丝温度，起到了部分节能作用。要控制丝室冷却吹风温度在10～30℃范围内。