李 楊 王進(jìn)美 李彩霞

西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院， 陜西 西安 710048

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聚苯胺/羊毛-滌綸復(fù)合抗靜電織物的導(dǎo)電性能研究

李 楊 王進(jìn)美 李彩霞

西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院， 陜西 西安 710048

采用原位聚合法制備聚苯胺/羊毛-滌綸復(fù)合抗靜電織物，通過試驗(yàn)對(duì)復(fù)合抗靜電織物的導(dǎo)電時(shí)間穩(wěn)定性、導(dǎo)電耐水洗性、導(dǎo)電耐磨性和導(dǎo)電耐高溫性進(jìn)行探討，研究不同外部環(huán)境與導(dǎo)電性能的關(guān)系。結(jié)果表明，織物的導(dǎo)電性能隨環(huán)境和條件的變化都會(huì)有一定的改變，但仍然在抗靜電織物的導(dǎo)電范圍內(nèi)，導(dǎo)電性能具有一定的穩(wěn)定性。

原位聚合法，聚苯胺/羊毛-滌綸復(fù)合織物，導(dǎo)電性能，抗靜電織物

近年來，聚苯胺作為一種高分子導(dǎo)電材料受到了人們的廣泛關(guān)注。這種材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能[1-2]，可用作電磁屏蔽材料和防腐材料[3-5]，也可用于制作二次電池、電致變色和傳感元件等[6-7]；同時(shí)，由于其原料價(jià)格便宜，制作工藝簡單且穩(wěn)定性好而被大量應(yīng)用。

在抗靜電織物方面，聚苯胺目前已經(jīng)成功應(yīng)用于滌綸[8]、錦綸[9]、氨綸[10]等面料，但在以羊毛為材料的織物方面的應(yīng)用還較少。本試驗(yàn)以毛滌混紡織物為基質(zhì)材料，通過調(diào)節(jié)工藝制備復(fù)合抗靜電織物，并分析其導(dǎo)電性能隨環(huán)境條件的變化情況。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試劑及儀器

1.1.1 試劑

苯胺(使用前183～185 ℃常壓蒸餾一次)，過硫酸銨(APS)，鹽酸(HCl)，5- 磺基水楊酸(SSA)，試驗(yàn)用去離子水(H2O)，無水乙醇(C2H5OH)，丙酮(C3H6O)，氨水(NH3·H2O)，皂液(偏堿性)，以上均為分析純?cè)噭?/p>

將2016年10月-2017年10月于我院實(shí)習(xí)的60名眼科門診實(shí)習(xí)生作為研究對(duì)象,并隨機(jī)分為對(duì)照組與觀察組,對(duì)照組實(shí)習(xí)生采取常規(guī)帶教方式,觀察組實(shí)習(xí)生采取綜合帶教方式。其中本科學(xué)歷實(shí)習(xí)生有30人,年紀(jì)在25-27歲,大專學(xué)歷有30人,實(shí)習(xí)生皆為女性。兩組實(shí)習(xí)生一般資料無明顯差別具有可比性(p>0.05)。

1.1.2 儀器

電子天平、烘箱、恒溫反應(yīng)釜、分液漏斗、真空干燥機(jī)、恒溫磁力攪拌器、萬用表、等離子處理機(jī)、織物平磨儀、洗衣機(jī)。

(1) 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的各階固有頻率均滿足工程上避開激振源頻率15%的要求，且無倍頻關(guān)系存在，所以從振動(dòng)角度來看，轉(zhuǎn)子不會(huì)產(chǎn)生共振，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是安全的。

2.1 復(fù)合抗靜電織物的導(dǎo)電時(shí)間穩(wěn)定性

在34篇研究文獻(xiàn)中，我們可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的研究主要針對(duì)大學(xué)本科及以上的學(xué)生，而對(duì)于中小學(xué)的研究卻很少。即使是大部分實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)對(duì)象也更多是對(duì)于大學(xué)本科生，如畢鵬暉（2017）針對(duì)大二學(xué)生的問卷和訪談得出結(jié)果研究大學(xué)英語微移動(dòng)詞匯學(xué)習(xí)融入形成性評(píng)估模式；李思縈、高原（2016）以4組非英語專業(yè)研究生為對(duì)象,通過測試考察了移動(dòng)技術(shù)輔助外語教學(xué)與多模態(tài)結(jié)合對(duì)學(xué)習(xí)者詞匯習(xí)得的影響；孔繁霞、王歆（2014）基于“投入量假設(shè)”理論,探討了93名非英語專業(yè)二年級(jí)學(xué)生在閱讀、聽力、寫作任務(wù)中的詞匯附帶習(xí)得效果等。

1.3 導(dǎo)電性能測試

為了避免港元受到狙擊，抬高投機(jī)成本，香港金管局宣布，將不再采用6.25%的官方貼現(xiàn)率向那些借款過多的銀行提供資金，而是要根據(jù)情況以懲罰性的利率來調(diào)整資金。這一決定導(dǎo)致銀行同業(yè)市場利率驟升，一度飆升至300%。時(shí)任財(cái)政司司長曾蔭權(quán)在會(huì)見媒體時(shí)表示，維持聯(lián)系匯率是港府首要目標(biāo)，為了這一目標(biāo)而導(dǎo)致利息飆升，屬無可避免，并強(qiáng)調(diào)港元目前已是處于歷史最強(qiáng)水平。

將通過不同參數(shù)條件處理后的待測織物平放在不導(dǎo)電材料的表面，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下用萬用表測量其表面比電阻。每次測量均在同一個(gè)試樣上選擇5個(gè)不同的部位，結(jié)果取平均值。

2 結(jié)果與討論

在抗靜電織物的制備過程中，不能僅考慮織物的表面導(dǎo)電性能，還要考慮其抗靜電性能可以承受外界環(huán)境改變的范圍，以保證其環(huán)境穩(wěn)定性。本試驗(yàn)通過改變以下幾種狀態(tài)，對(duì)聚苯胺/羊毛-滌綸復(fù)合抗靜電織物進(jìn)行導(dǎo)電性能的測試，探究在抗靜電整理后，服裝或面料所能承受的外界環(huán)境變化范圍。

在進(jìn)行聚合試驗(yàn)前，首先將織物置于等離子體處理機(jī)中進(jìn)行處理，經(jīng)12 h穩(wěn)定后，用丙酮進(jìn)行清洗以去除雜質(zhì)；然后浸泡在苯胺和SSA-HCl混合酸摻雜溶液中，處理一段時(shí)間后，滴加氧化劑的酸溶液，在織物表面聚合生成導(dǎo)電物質(zhì)聚苯胺。反應(yīng)結(jié)束后，分別用乙醇、稀鹽酸和大量的去離子水不斷沖洗至沖洗液透明，放置烘箱中干燥至恒重；然后用氨水進(jìn)行反摻雜處理，洗滌后取出再進(jìn)行摻雜處理，烘干后即可進(jìn)行測試。

在一定的溫濕度且不變的條件下，對(duì)未經(jīng)摻雜酸摻雜、僅經(jīng)HCl摻雜、經(jīng)SSA-HCl混合酸摻雜及二次摻雜的4種復(fù)合導(dǎo)電織物進(jìn)行表面比電阻測量，然后在相同的條件下放在空氣中0、5、10、15、20 d，觀察織物的表面比電阻隨時(shí)間的變化情況，測試抗靜電織物的空氣穩(wěn)定性。結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同摻雜情況下織物表面比電阻隨放置時(shí)間的變化

由圖1可以看出，隨著放置時(shí)間的延長，織物的表面比電阻不斷增加，但不同的摻雜方法得到的結(jié)果不同。其中未摻雜復(fù)合織物的表面比電阻變化幅度較小，在一段時(shí)間后即保持穩(wěn)定，說明在織物表面生成的高分子化合物聚苯胺較為穩(wěn)定，但可能由于未經(jīng)摻雜，其織物表面的比電阻值最大；僅經(jīng)HCl摻雜的復(fù)合織物隨放置時(shí)間的延長其表面比電阻變化較為明顯，抗靜電性能相應(yīng)減弱，這是因?yàn)闊o機(jī)酸易揮發(fā)，環(huán)境穩(wěn)定性差，降低了摻雜的效果；而經(jīng)有機(jī)酸和無機(jī)酸復(fù)合摻雜(SSA-HCl)的織物既得到了較好的摻雜效果，又能使摻雜穩(wěn)定、快速；但與在其基礎(chǔ)上進(jìn)行二次摻雜的織物相比，其表面比電阻的數(shù)值及穩(wěn)定性的波動(dòng)相對(duì)大一些，這可能是因?yàn)槎螕诫s促進(jìn)了織物內(nèi)部反應(yīng)的完全進(jìn)行。因此在選擇摻雜酸及摻雜工藝時(shí)，既要考慮摻雜的效果，也要考慮摻雜的耐久穩(wěn)定性，使織物在具有抗靜電效果的同時(shí)，又能保持性能的持久穩(wěn)定。

2.2 復(fù)合抗靜電織物的導(dǎo)電耐水洗性

織物在穿著使用過程中，最頻繁影響其服用性能的因素是洗滌。大多數(shù)織物隨著洗滌次數(shù)的增加會(huì)出現(xiàn)變形、褶皺等現(xiàn)象。因此在本試驗(yàn)中，毛滌混紡織物在抗靜電整理后必須考慮織物的耐水洗性能。在溫度為20 ℃環(huán)境下，分別用蒸餾水及浴比為1∶50的皂液，將抗靜電整理后的織物放在超聲波儀器中洗滌，時(shí)間為每20 min一次 ,重復(fù)洗滌10、20、30、40次；然后烘干織物至恒重，測量在不同洗滌次數(shù)條件下織物的表面比電阻變化情況，結(jié)果如圖2所示。

圖2 抗靜電織物的表面比電阻隨洗滌次數(shù)的變化

從圖2可以看出，隨著洗滌次數(shù)的增加，復(fù)合抗靜電織物的表面比電阻逐漸上升，并且相對(duì)于水洗織物，皂洗對(duì)表面比電阻的影響較大。這說明洗滌使織物表面的導(dǎo)電物質(zhì)減少，因?yàn)榫酆衔皆诳椢锉砻娴木郾桨钒l(fā)生了脫落，但同時(shí)又因?yàn)榈入x子體的預(yù)處理作用，聚苯胺深入地復(fù)合滲透于織物內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加大了復(fù)合物與基質(zhì)材料的黏附程度，生成的化學(xué)鍵更加穩(wěn)定，使一部分導(dǎo)電物質(zhì)牢固地存在，這樣織物的導(dǎo)電性就不會(huì)一直下降[11]。另外，因?yàn)樵硐催x擇的是偏堿性液體，會(huì)與摻雜抗靜電織物表面的摻雜酸起反應(yīng)，發(fā)生解摻雜現(xiàn)象，降低了摻雜酸的效果；并且隨著洗滌次數(shù)的增多，皂液會(huì)不斷地浸入到聚苯胺的內(nèi)層，因此相較于水洗，皂洗更加大了織物的表面比電阻。但根據(jù)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，織物的表面比電阻即使上升，其變化范圍仍然在抗靜電織物表面比電阻的數(shù)量級(jí)要求范圍內(nèi)，織物具有抗靜電效果。因此可以認(rèn)為，經(jīng)復(fù)合整理后的抗靜電織物具有一定的耐水洗性。

通過設(shè)置恒溫烘箱的溫度，將復(fù)合抗靜電織物分別放置在20、40、80、120、160 ℃的環(huán)境下進(jìn)行熱處理，處理后測試其表面比電阻，結(jié)果如圖4所示。

1.2 復(fù)合抗靜電織物的制備

聚苯胺與毛滌混紡織物復(fù)合后，織物具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，且具有一定的抗靜電效果。但在使用過程中，織物難免經(jīng)受一定的摩擦，因此，需檢驗(yàn)織物摩擦導(dǎo)電的穩(wěn)定性及抗擊摩擦強(qiáng)度的效果。

依照YS/T 485-2005[5,6]的剪切試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行焊接強(qiáng)度測試，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了粉末冶金燒結(jié)雙金屬材料剪切強(qiáng)度的測定方法，本文在其基礎(chǔ)上做了適當(dāng)修改，模型如圖1所示。

基坑開挖的技術(shù)安全措施上，施工人員要清楚采用何種開挖措施，開挖前采取何種開挖方式，以及會(huì)產(chǎn)生可能發(fā)生的安全隱患都要做好各方面的準(zhǔn)備工作，基坑進(jìn)行開挖必然會(huì)產(chǎn)生大面積的土方，開挖土方運(yùn)出的場地，各類施工機(jī)械距基坑、邊坡和基礎(chǔ)樁孔邊的距離，應(yīng)根據(jù)設(shè)備重量、基坑、邊坡和基礎(chǔ)樁的支護(hù)、土質(zhì)情況確定，堆載不得超過設(shè)計(jì)規(guī)定?，F(xiàn)場施工人員要有明確的目標(biāo)，切記現(xiàn)場堆放，造成人為的高邊坡。

分別將原布與經(jīng)整理的抗靜電織物各8個(gè)試樣，裁剪成直徑為38 mm的圓形布樣，放置在YG401C型織物平磨儀上進(jìn)行摩擦，選擇的重錘質(zhì)量為395 g，每隔10 min進(jìn)行表面電阻與質(zhì)量的測量，測試時(shí)間分別為0、10、20、30、40 min。測試結(jié)果如圖3所示。

為有效控制變化環(huán)節(jié)，減少因變化環(huán)節(jié)管理或處置不到位而導(dǎo)致的安全生產(chǎn)事故，進(jìn)一步提升礦井整體安全管理水平，在不斷總結(jié)分析以往變化環(huán)節(jié)管理的基礎(chǔ)上，建立了一整套精細(xì)的、科學(xué)的、標(biāo)準(zhǔn)的管理流程。

圖3 抗靜電織物的表面比電阻、面密度與摩擦?xí)r間的關(guān)系

從圖3可以看出，隨著摩擦?xí)r間的增加，織物的表面比電阻逐漸增大，而其面密度逐漸減小，但變化緩慢。這是因?yàn)榭椢镌谀Σ吝^程中，由于表面合成的一些聚苯胺的黏附力不夠?qū)е掳l(fā)生脫落，使導(dǎo)電物質(zhì)減少，并且摩擦溫度升高使摻雜酸中的H+發(fā)生逸散，摻雜效果減弱，抗靜電性能降低。但復(fù)合抗靜電織物的面密度從開始摩擦到結(jié)束減小約6%，這說明有相當(dāng)一部分聚苯胺已經(jīng)滲透到纖維內(nèi)部[12]，與織物化學(xué)鍵交聯(lián)形成了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。通過試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，織物經(jīng)摩擦一段時(shí)間后仍未發(fā)生嚴(yán)重破損，說明復(fù)合整理后的織物具有一定的耐摩擦牢度。

2.4 復(fù)合抗靜電織物的導(dǎo)電耐高溫性

（6）強(qiáng)化變電運(yùn)維現(xiàn)場作業(yè)的檢查和監(jiān)督制度。變電運(yùn)維安全檢查和監(jiān)督要包括安全重點(diǎn)檢查、日常常規(guī)檢查、以及安全綜合檢查等。

2.3 復(fù)合抗靜電織物的導(dǎo)電耐磨性

圖4 抗靜電織物的表面比電阻在不同溫度下的變化

從圖4可以看出，隨著試驗(yàn)溫度的不斷提高，織物的表面比電阻呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，而在20～120 ℃時(shí)變化幅度較小，在達(dá)到160 ℃高溫時(shí)，表面比電阻急劇上升，且穩(wěn)定性很差，影響了抗靜電織物的效果。這是因?yàn)橄鄬?duì)較低的溫度，在SSA-HCl混合酸摻雜下，其中的HCl易揮發(fā)、穩(wěn)定性差、H+在加熱的情況下會(huì)逸散，導(dǎo)致?lián)诫s效果減弱[13]；但當(dāng)溫度上升到120 ℃以上時(shí)，導(dǎo)電高分子聚苯胺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到一定的破壞，大分子π鍵受損，在這種既發(fā)生脫摻雜又減少導(dǎo)電物質(zhì)的情況下，織物的表面比電阻會(huì)顯著增加。

3.1 作者通過對(duì)廣州華南理工東湖自然水體的篩選，共得到6株綠藻。6株綠藻通過光學(xué)顯微鏡觀察及基因檢測得知它們分別為3株小球藻和3株柵藻。培養(yǎng)得知該6株藻種均能在BG11培養(yǎng)基中較好生長。

3 結(jié)論

(1) 經(jīng)摻雜酸處理后的復(fù)合抗靜電織物對(duì)時(shí)間的穩(wěn)定性好于未經(jīng)摻雜酸處理的織物，并且有機(jī)酸摻雜相比于無機(jī)酸更穩(wěn)定，二次摻雜效果最好。

(2) 在中性及堿性洗滌液中，復(fù)合抗靜電織物的表面比電阻隨洗滌次數(shù)的增加逐漸升高，并且堿性環(huán)境下變化更劇烈，但仍在抗靜電織物的要求范圍內(nèi)。

(3) 復(fù)合抗靜電織物經(jīng)摩擦試驗(yàn)后，其面密度減小約6%，具有一定的耐磨性，并且其表面比電阻升高到一定數(shù)值后趨于穩(wěn)定，說明有部分聚苯胺已經(jīng)滲透到纖維內(nèi)部。

(4) 隨著溫度的升高，復(fù)合抗靜電織物的表面比電阻不斷增大，當(dāng)溫度為20～120 ℃時(shí)，變化幅度不大，但高于120 ℃后，表面比電阻大幅度上升。

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Study on the conductive performance of polyaniline/wool-polyester composite antistatic fabric

Li Yang, Wang Jinmei, Li Caixia

College of Textiles and Materials, Xi’ an Polytechnic University, Xi’ an 710048, China

The polyaniline/wool-polyester composite antistatic fabric was prepared by in-situ polymerization methods. Its conductive time stability, water resistance, abrasion strength and heat resistibility were also studied by experiments. Meanwhile, the relationship between different external environments and conductivity was studied. The results showed that conductivity of the fabric varied with the change of environmental conditions but the conductivity was within the range of conductive antistatic fabric and stable.

in-situ polymerization method，polyaniline/wool-polyester composite fabric，electrical conductivity, antistatic fabric

2015-07-02

李楊，女，1990年生，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)楣δ苄约徔椘返拈_發(fā)

TS195.5

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1004-7093(2016)04-0037-04