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尼龙6(PA6)具有优良的力学性能,被广泛应用于化纤及塑料制品等领域。同时尼龙6也具有很高的电阻率(其体积电阻率为10<14>Ω·cm,表面电阻率为10<12-15>Ω),积聚在表面的电荷难以消散,从而可能引起设备的损害以及对人体产生电击,更为严重的是造成火灾,因此在抗静电要求较高的行业受到很大限制。本论文采用抗静电微粒表面改性、有机合成及改性方法制备系列抗静电助剂,并通过熔融挤出方法制备锦纶长效抗静电母粒。长效抗静电锦纶的开发不仅可以消除锦纶产品在生产和使用过程中的静电危害,赋予其更高的附加值,而且还会拓宽其应用领域。
本论文以无机晶须ZnOw作为抗静电组分,通过熔融共混法制备了PA6/ZnOw抗静电复合材料。研究了经表面处理的ZnOw.对复合材料电性能及力学性能的影响规律。当ZnOw添加量为16%(质量百分比,下同),复合材料体积电阻率下降幅度可达4个数量级,且仍保持较好的力学性能。
本文设计并合成了一种以金属元素为中心并带有亲水性基团的新型内加型抗静电剂,并与:PA6进行熔融共混。通过红外光谱、热重分析和电阻率测试表征了产物的功能基团、热稳定性及抗静电性能。该抗静电剂具有优异的热稳定性,起始热分解温度295℃;添加量为5%时,复合材料在保持良好的力学性能同时其体积电阻率降至10<9>Ω·cm。
以聚氧化乙烯(PEO)、碱金属盐为原料制备了不同碱金属离子含量的PEO聚电解质,并与PA6进行熔融共混,制备了PA6/PEO聚电解质抗静电复合材料。热重分析表明PEO聚电解质具有良好热稳定性,初始分解温度大致在380℃。聚电解质中碱金属离子的含量增加,复合材料的体积电阻率明显下降,在PEO用量占复合体系质量比5%,且碱金属离子与PEO聚合单元摩尔比1/6时,下降幅度达到5个数量级,并保持较好的力学性能。
以PEO聚电解质为主要抗静电组分,以PA6为载体应用熔融挤出方法制备了锦纶长效抗静电母粒,并通过配方筛选及优化,确定了抗静电母粒基本配方。同时在实验室及纺丝车间应用熔融纺丝法制备了不同聚电解质含量的抗静电锦纶样品,测试其不同湿度下的电性能。相同湿度下,随着改性PEO添加量的增加,得到的锦纶织物体积电阻率下降;当抗静电母粒添加量为5%的时候,体积电阻率达到10<9>Ω·cm,比同等条件下的非改性锦纶织物下降了4个数量级。测试表明,该改性锦纶能够满足锦纶抗静电性能要求。