抗静电涂层织物的研究及性能测试

论文摘要

静电无处不在，无时不在，虽然它给人们的生活提供了相当多的便利，但是在实际生产生活中的很多方面，静电造成的危害更是让人难以忘怀。由于静电的原因，纺织品容易吸附灰尘，又或者粘附身体，在穿着时让人感到强烈的不适感。由于合成纤维容易起静电，从而影响了正常的纺纱工艺，致使纺织品质量大大降低。而在电子工业领域，由于静电的存在，轻则让精密电子仪器的无法正常工作，重则造成集成电路击穿，导致电路报废。在石油化工领域，静电易引起燃烧、爆炸，造成财产和人员的重大灾害。抗静电织物可以制备石油、化工等行业的防护服，对抗静电织物的研究，具有非常重要的意义。本课题以抗静电填料为导电相，树脂为粘合剂，制备出抗静电整理剂，并采用涂层整理的方法使其在织物表面形成一层抗静电薄膜，使整理后的织物符合GB12014-2009的耐久型抗静电织物的标准。通过对整理后织物的抗静电性能的评估和物理机械性能的测试分析，探索出一种制备抗静电织物的方法。首先，本课题采用了涂层法制备了ATO抗静电织物。研究了织物后整理加工过程中水性ATO溶液浓度、烘焙时间和温度对织物抗静电性能的影响，通过正交试验得出制备的ATO抗静电涂层织物的最佳工艺为：整理剂中水性ATO溶液的浓度为55%，烘焙时间为120s，烘焙温度为100℃。由正交实验结果得到的最优整理工艺制备抗静电涂层织物，织物的表面电阻为3.11×1010Ω，符合GB12014-2009中的点对点电阻B级要求。其次，采用了涂层法制备了炭黑抗静电织物。研究了织物后整理加工过程中偶联剂品种、偶联剂的使用方法、偶联剂的用量、炭黑的用量、固化剂的用量以及固化时间对织物抗静电性能的影响，通过正交试验得出制备的炭黑抗静电涂层织物的最佳工艺为：偶联剂用量为1.3%，固化时间为9h，炭黑用量为23%，固化剂用量为6%。由正交实验结果得到的最优整理工艺制备抗静电涂层织物，织物的表面电阻为2.96×105Ω，符合GB12014-2009中的点对点电阻A级要求。为分析涂层整理对织物物理机械性能的影响，对涂层前后织物的厚度、透气性、透湿性、拉伸断裂强力等物理机械性能进行测试，分析了涂层整理前后织物各性能的变化情况，实验结果表明：ATO抗静电涂层织物的厚度、透气性、透湿性、拉伸断裂强力变化不大；而炭黑抗静电涂层织物厚度、透气性、透湿性变化不大，但是拉伸断裂强力却得到很大的改变。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 静电与防护
• 1.1.1 静电的危害及抗静电的必要性
• 1.1.2 常用的静电防护措施及局限性
• 1.2 抗静电纺织品的研究现状
• 1.3 抗静电织物整理技术
• 1.4 本课题研究的目的、主要内容及意义
• 1.4.1 课题研究的目的
• 1.4.2 课题研究的主要内容
• 1.4.3 本课题研究意义
• 2 实验部分
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 抗静电填料的选择
• 2.1.2 基布
• 2.2 实验原理与方法
• 2.2.1 抗静电原理
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 抗静电织物性能评价
• 2.3.1 抗静电效果测试
• 2.3.2 扫描电镜测试
• 2.4 ATO 抗静电涂层织物的制备与性能
• 2.4.1 实验试剂与仪器
• 2.4.2 单因素实验工艺优化
• 2.4.3 正交实验工艺优化
• 2.4.4 耐洗涤性测试
• 2.4.5 ATO 抗静电涂层织物扫描电镜分析
• 2.5 炭黑抗静电涂层织物的制备与性能
• 2.5.1 炭黑抗静电涂层织物固化原理
• 2.5.2 实验仪器及试剂
• 2.5.3 单因素实验工艺优化
• 2.5.4 正交实验工艺优化
• 2.5.5 织物耐洗涤性测试
• 2.5.6 炭黑抗静电涂层织物的电镜分析
• 2.6 抗静电涂层织物的物理机械性能测试
• 2.6.1 抗静电涂层织物厚度测试
• 2.6.2 抗静电涂层织物透气性测试
• 2.6.3 抗静电涂层织物透湿性测试
• 2.6.4 抗静电涂层织物断裂强力测试
• 3 ATO 抗静电涂层织物的整理工艺与性能
• 3.1 ATO 涂层织物的制备
• 3.2 ATO 涂层织物单因素实验分析
• 3.2.1 水性 ATO 溶液用量对织物抗静电性能的影响
• 3.2.2 烘焙时间对织物抗静电性能的影响
• 3.2.3 烘焙温度对织物抗静电性能的影响
• 3.3 ATO 抗静电涂层织物正交实验分析
• 3.4 ATO 抗静电涂层织物性能分析
• 3.4.1 织物耐洗涤性分析
• 3.4.2 扫描电镜（ SE M）分析
• 3.5 本章小结
• 4 炭黑抗静电涂层织物整理工艺与性能
• 4.1 炭黑抗静电涂层织物的制备
• 4.2 炭黑抗静电涂层织物单因素实验工艺分析
• 4.2.1 偶联剂的种类对织物抗静电性能的影响
• 4.2.2 偶联剂的使用方法对织物抗静电效果的影响
• 4.2.3 偶联剂用量对织物抗静电效果的影响
• 4.2.4 固化时间对织物抗静电性能的影响
• 4.2.5 炭黑的用量对织物抗静电性能的影响
• 4.2.6 固化剂用量对织物抗静电性能的影响
• 4.3 炭黑抗静电涂层织物正交实验工艺分析
• 4.4 炭黑抗静电涂层织物性能分析
• 4.4.1 织物耐洗涤性分析
• 4.4.2 扫描电镜（ SE M）分析
• 4.5 本章小结
• 5 抗静电涂层织物物理机械性能分析
• 5.1 织物厚度测试分析
• 5.2 织物透气性测试分析
• 5.3 织物透湿性测试分析
• 5.4 织物拉伸断裂性能测试分析
• 5.5 本章小结
• 6 结语
• 6.1 本课题主要研究成果
• 6.2 本论文主要存在的不足
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢