本發(fā)明涉及合成纖維，具體涉及一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、滌綸纖維也稱(chēng)聚酯纖維，其是由有機(jī)二元酸和二元醇縮聚而成的聚酯經(jīng)紡絲所得到的纖維;而抗靜電滌綸長(zhǎng)絲則是通過(guò)一種特殊工藝或材料改性處理后，具備抗靜電性能的滌綸纖維；抗靜電滌綸長(zhǎng)絲是以聚酯纖維為基礎(chǔ)，通過(guò)添加抗靜電劑、改性材料或采用特殊的紡絲工藝，使其具備抗靜電性能的一種功能性纖維。
2、目前市面上主要通過(guò)以下方法賦予滌綸抗靜電功能：1、共混抗靜電方法：其主要在熔融紡絲的過(guò)程中，將抗靜電劑與滌綸原料進(jìn)行混合，使抗靜電劑分散在纖維中，在纖維表面形成一個(gè)可以吸附空氣中水分的極性層，從而實(shí)現(xiàn)抗靜電；2、表面涂覆法：在纖維紡絲或者后整理階段，采用噴涂或者浸漬工藝，在纖維表面形成一層含有抗靜電劑的涂層以實(shí)現(xiàn)抗靜電效果；3、共聚改性法：通過(guò)在聚酯切片合成過(guò)程中，加入具有極性或?qū)щ娀鶊F(tuán)的單體，將抗靜電功能內(nèi)嵌于聚合物分子鏈中，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的抗靜電效果。
3、但是，如果采用共混或者表面涂覆方法制作的抗靜電滌綸長(zhǎng)絲，由于抗靜電劑分子通常以物理吸附或者弱化學(xué)鍵形式存在于纖維中，在經(jīng)過(guò)多次洗滌或長(zhǎng)期摩擦后，抗靜電分子匯發(fā)生揮發(fā)或者遷移，從而導(dǎo)致纖維表面失去原有的極性功能，從而無(wú)法持續(xù)吸附水分降低電阻，最終導(dǎo)致抗靜電性能衰減；同時(shí)抗靜電劑或?qū)щ姴牧蠠o(wú)法再纖維中做到分子級(jí)均勻，這會(huì)導(dǎo)致纖維的各個(gè)區(qū)域的導(dǎo)電性能存在有較大區(qū)別，從而降低整體的抗靜電效果。
4、并且，如果采用共混法，由于添加的抗靜電劑或?qū)щ姴牧系奈锢砘瘜W(xué)性質(zhì)與滌綸基體存在較大的差異，這會(huì)破壞原有聚合物鏈的排列和晶體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致纖維的機(jī)械性能降低，使纖維在使用過(guò)程中容易斷裂。
5、而共聚改性法，其反應(yīng)條件較為苛刻，工藝復(fù)雜且難度較大，并且生產(chǎn)成本較大，使其難以規(guī)?；?。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提出一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲及其制備方法，解決了現(xiàn)有的抗靜電滌綸長(zhǎng)絲抗靜電性能在使用過(guò)程中會(huì)快速衰減導(dǎo)致抗靜電效果降低的問(wèn)題，并且避免了現(xiàn)有抗靜電成分降低滌綸長(zhǎng)絲機(jī)械性能的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲，包括由熔融紡絲制成的芯層與鞘層，所述鞘層包裹于芯層外表面；所述芯層由滌綸切片熔融紡絲制得；所述鞘層由抗靜電母粒與碳納米管復(fù)合物混合制成；其中，所述滌綸切片的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85-93%，所述抗靜電母粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-12%，所述碳納米管復(fù)合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-3%。
3、本發(fā)明還進(jìn)一步設(shè)置為，所述碳納米管復(fù)合物包括碳納米管以及包裹于碳納米管表面的聚多巴胺層。
4、本發(fā)明還進(jìn)一步設(shè)置為，所述芯層與鞘層采用異形截面設(shè)計(jì)，鞘層橫截面呈“十字形”，所述芯層橫截面呈圓形。
5、本發(fā)明還進(jìn)一步設(shè)置為，所述抗靜電母粒由聚醚酯酰胺、離子液體以及鈦酸酯偶聯(lián)劑熔融共混制得。
6、本發(fā)明還進(jìn)一步設(shè)置為，所述離子液體包括1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺煙，其與聚醚酯酰胺的質(zhì)量比為1:2。
7、本發(fā)明還進(jìn)一步設(shè)置為，在所述抗靜電母粒中，所述聚醚酯酰胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-70%，所述離子液體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-30%，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-10%。
8、本發(fā)明還進(jìn)一步設(shè)置為，所述抗靜電母粒中還包括有磺化聚苯胺，所述磺化聚苯胺與聚醚酯酰胺、離子液體以及鈦酸酯偶聯(lián)劑熔融共混。
9、本發(fā)明還進(jìn)一步設(shè)置為，在所述離子液體中還包括有與1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺煙混合反應(yīng)的環(huán)氧硅烷。
10、一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲的制備方法，其用于制備一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲，包括以下步驟：
11、s1、抗靜電母粒制造：將聚醚酯酰胺、離子液體、磺化聚苯胺以及鈦酸酯偶聯(lián)劑通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混，然后造粒得到抗靜電母粒；
12、s2、制備碳納米管復(fù)合物：將碳納米管與聚多巴胺混合，通過(guò)超聲處理確保碳納米管分散均勻，然后使兩者反應(yīng)，讓聚多巴胺在碳納米管表面形成包覆膜，得到碳納米管復(fù)合物；
13、s3、紡絲前處理：將s1中制得的抗靜電母粒和s2中制得的碳納米管復(fù)合物，與滌綸切片進(jìn)行干燥，直至其水分含量低于0.05%；
14、s4、熔融紡絲：將s3中干燥后的抗靜電母粒和碳納米管復(fù)合物加入雙組分紡絲機(jī)的鞘層料斗中進(jìn)行混合，將滌綸切片加入雙組分紡絲機(jī)的芯層料斗中，然后進(jìn)行熔融紡絲，通過(guò)紡絲機(jī)的紡絲頭生產(chǎn)出鞘層橫截面為“十字形”，芯層橫截面呈圓形的長(zhǎng)絲；
15、s5、冷卻牽伸：對(duì)s4中生產(chǎn)出的長(zhǎng)絲進(jìn)行水浴冷卻，然后通過(guò)牽引裝置進(jìn)行拉伸，最后通過(guò)熱定型機(jī)進(jìn)行定型得到滌綸纖維；
16、s6、收卷：將s5中的滌綸纖維通過(guò)收卷機(jī)進(jìn)行收卷，收卷速度設(shè)定為1000-1500m/min。
17、本發(fā)明還進(jìn)一步設(shè)置為，所述紡絲機(jī)在熔融紡絲過(guò)程中，溫度設(shè)定在280-300℃，所述紡絲速度為500-800m/min。
18、綜上所述，本發(fā)明的有益效果：
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)對(duì)于長(zhǎng)絲采用芯鞘結(jié)構(gòu)，其中芯層采用滌綸，鞘層采用抗靜電母粒與碳納米管復(fù)合物混合制成，與現(xiàn)有滌綸長(zhǎng)絲采用共混或者表面涂覆法得到抗靜電性能相比，芯鞘結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了抗靜電性能和機(jī)械性能的有效分離和協(xié)同，其中芯層保證了滌綸長(zhǎng)絲的基本機(jī)械強(qiáng)度，而鞘層則發(fā)揮了抗靜電功能，避免了傳統(tǒng)的抗靜電劑破壞滌綸聚合物鏈排列和晶體結(jié)構(gòu)，有效的提高了滌綸長(zhǎng)絲的機(jī)械強(qiáng)度，解決了其容易斷裂的問(wèn)題。
20、同時(shí)，鞘層中的抗靜電母粒與碳納米管復(fù)合物的組合，有效的提高了抗靜電性能，其中，抗靜電母粒采用多種高性能抗靜電成分協(xié)同作用，在鞘層中形成了穩(wěn)固高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而提高了滌綸長(zhǎng)絲的抗靜電性能；同時(shí)鞘層的存在為這些抗靜電成分提供了一個(gè)相對(duì)封閉穩(wěn)定的環(huán)境，有效減少了外界因素，如洗滌、摩擦等對(duì)抗靜電成分的侵蝕和破壞，有效的避免了抗靜電成分的在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的快速衰減，確保了抗靜電性能的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)揮。
21、并且，在本申請(qǐng)中的抗靜電滌綸長(zhǎng)絲采用熔融紡絲與抗靜電母粒復(fù)合的方式進(jìn)行制備生產(chǎn)，與共聚改性法相比，工藝方法更加簡(jiǎn)單，降低了生產(chǎn)的復(fù)雜性和成本。
1.一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲，其特征在于，包括由熔融紡絲制成的芯層（1）與鞘層（2），所述鞘層（2）包裹于芯層（1）外表面；所述芯層（1）由滌綸切片熔融紡絲制得；所述鞘層（2）由抗靜電母粒與碳納米管復(fù)合物混合制成；其中，所述滌綸切片的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85-93%，所述抗靜電母粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-12%，所述碳納米管復(fù)合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲，其特征在于，所述碳納米管復(fù)合物包括碳納米管以及包裹于碳納米管表面的聚多巴胺層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲，其特征在于，所述芯層（1）與鞘層（2）采用異形截面設(shè)計(jì)，鞘層（2）橫截面呈“十字形”，所述芯層（1）橫截面呈圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲，其特征在于，所述抗靜電母粒由聚醚酯酰胺、離子液體以及鈦酸酯偶聯(lián)劑熔融共混制得。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲，其特征在于，所述離子液體包括1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺煙，其與聚醚酯酰胺的質(zhì)量比為1:2。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲，其特征在于，在所述抗靜電母粒中，所述聚醚酯酰胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-70%，所述離子液體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-30%，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲，其特征在于，所述抗靜電母粒中還包括有磺化聚苯胺，所述磺化聚苯胺與聚醚酯酰胺、離子液體以及鈦酸酯偶聯(lián)劑熔融共混。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲，其特征在于，在所述離子液體中還包括有與1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺煙混合反應(yīng)的環(huán)氧硅烷。
9.一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲的制備方法，其用于制備權(quán)利要求1-8中任一所述的一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲，其特征在于，包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種抗靜電滌綸長(zhǎng)絲的制備方法，其特征在于，所述紡絲機(jī)在熔融紡絲過(guò)程中，溫度設(shè)定在280-300℃，所述紡絲速度為500-800m/min。