洁净服面料抗静电性的低温等离子体接枝改性

论文摘要

洁净服又称为防静电无尘服,目前被广泛应用于医药、微电子、精密仪表、精密机械、食品工业、生命工程、精细化工等行业。洁净服不仅要求服装本身不应成为发尘源,同时还要对内部服装和人体表皮所产生的微尘具有一定的过滤效果。另外,洁净服还有一个重要的作用,就是防止人体在工作时产生静电。目前企业所使用的洁净服基本上都是通过嵌织导电纤维来提高其抗静电性的,不仅耐洗性好,而且能适应低湿环境。随着科学技术的发展,如电子产品,向着微型化、集成化的方向发展,势必对静电提出更高的要求,如果继续通过增加导电纤维的嵌入量来应对的话,则会大大增加其成本,影响面料的美观,而且织物的表面电阻的显著降低会增大静电荷释放时的电流值,这样人体可能会有不舒适感,甚至存在安全隐患。通过后整理在织物表面覆盖一层亲水层可以减少摩擦电荷量的产生和促进电荷的泄露,但是耐洗牢度差,且存在着对湿度的依赖性。鉴于此,本课题试图综合这两种方法,取长补短,向洁净服面料表面引入亲水性单体,希望通过减少摩擦电荷量,并借助单体本身和导电丝的导电性能实现高耐洗性和高抗静电的性能,满足市场需求。考虑低温等离子体接枝处理的优越性,本课题选择此法接枝改性。本实验分为两步对织物进行处理:1)常压空气等离子体引发接枝聚乙二醇200二甲基丙烯酸酯亲水单体;2)烘干交联,提高接枝率,进一步改善其抗静电性。接枝部分:1)采用单因素分析法讨论了等离子体处理工艺参数、单体浓度、光引发剂和交联剂用量等对织物摩擦电压的影响。结果表明:随着等离子体处理时间的延长,织物的摩擦电压降低,但是当超过5min后,有升高的趋势;极板间距对摩擦电压的影响和处理时间有相同的变化趋势;氩气的加入有利于降低织物的摩擦电压,但成本比较高,所以本实验选择空气气氛;真空度的提高对降低织物的摩擦电压有帮助,但对设备的要求比较高,不利于连续化生产,所以,本实验选择了常压条件。2)采用正交实验分析处理工艺参数,结果表明:通过数据分析得出的最佳工艺和单因素分析相一致;三个因素中,等离子体处理时间对织物摩擦电压的影响最大,交联剂次之,光引发剂最小。3)借助红外和电镜来表征接枝后的织物。结果证明:单体成功的接枝到了纤维分子链上,并探讨了接枝原理。交联部分:讨论了单体浓度、交联剂用量、交联时间和交联温度对织物摩擦电压的影响。结果表明:进行烘干交联处理能显著降低织物的摩擦电压;单体浓度50g/L,交联剂用量4%,交联温度95℃,交联时间6min条件时,效果最好,织物的摩擦电压从接枝后的487降低到184伏。最后,还研究了空气相对湿度对接枝交联织物的抗静电性的影响,处理后织物的耐洗性、回潮率、白度和断裂性能等。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 洁净服概述
• 1.2 静电与微尘对电子工业的危害
• 1.2.1 静电产生的原因
• 1.2.1.1 微观原因
• 1.2.1.2 宏观原因
• 1.2.2 服装静电现象及对电子产品的危害
• 1.2.3 微尘的产生与危害
• 1.2.3.1 微尘的产生
• 1.2.3.2 微尘对电子产品的危害
• 1.3 洁净服的功能要求
• 1.3.1 防尘性能
• 1.3.2 抗静电性能
• 1.4 洁净服的发展
• 1.5 国内外有关洁净服功能性的研究
• 1.6 织物抗静电方法及其原理
• 1.6.1 抗静电方法
• 1.6.1.1 控制电荷的产生
• 1.6.1.2 促进电荷的泄漏
• 1.6.2 抗静电机理
• 1.6.2.1 抗静电剂作用机理
• 1.6.2.2 含导电纤维织物的抗静电机理
• 1.6.2.3 防止静电荷产生机理
• 1.7 国内外等离子体接枝改性的研究
• 1.7.1 单体等离子体接枝
• 1.7.2 等离子预处理，再接枝单体
• 1.7.3 织物或薄膜浸渍单体后再用等离子体处理
• 1.8 洁净服面料的抗静电性能测试
• 1.9 抗静电性能评价
• 1.10 本课题的研究内容与方法
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验材料及药品
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 样品准备
• 2.3.2 处理工艺流程
• 2.3.3 接枝率的测定
• 2.3.4 增重率的测定
• 2.4 性能测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 抗静电机理的探讨和静电测试指标的选择
• 3.2 接枝单体的选择
• 3.3 接枝方式的比较
• 3.4 增重率与摩擦电压的关系
• 3.5 接枝过程研究
• 3.5.1 预处理条件对接枝织物摩擦电压的影响
• 3.5.1.1 接枝单体浓度
• 3.5.1.2 光引发剂用量
• 3.5.1.3 交联剂用量
• 3.5.2 等离子体处理条件对接枝织物摩擦电压的影响
• 3.5.2.1 等离子体处理时间
• 3.5.2.2 极板间距
• 3.5.2.3 真空度
• 3.5.2.4 氩气/空气混合比
• 3.5.3 正交实验
• 3.5.4 衰减全反射红外光谱分析
• 3.6 交联过程研究
• 3.6.1 交联工艺条件对织物摩擦电压的影响
• 3.6.1.1 预处理条件
• 3.6.1.2 单体浓度
• 3.6.1.3 交联剂用量
• 3.6.1.4 交联温度
• 3.6.1.5 交联时间
• 3.6.2 织物的性能测试
• 3.6.2.1 抗静电性能对空气湿度的依赖性
• 3.6.2.2 耐洗性
• 3.6.2.3 力学性能
• 3.6.2.4 白度和回潮率
• 3.7 扫描电子显微镜表面形貌分析
• 第四章 结论
• 参考文献
• 硕士期间论文发表情况
• 致谢