最火纳米ATO粉在高分子抗静电包材中的应用续

纳米ATO粉在高分子抗静电包材中的应用续

2 抗静电纤维

纳米无机粉体改性纤维材料正逐步成为纤维材料改性的一个重要的发展方向。与其它类型的抗静电纤维相比，纳米级金属氧化物型抗静电纤维具有许多独特的优异性能，如不受气候和使用环境的限制，稳定性较好；纳米级金属氧化物不易从纤维上脱落，分布也较为均匀；纤维制备工艺简单；纤维使用范围广泛，几乎可用干任何需防静电的场合等 。新型的纳米级透明导电粉末，因其制品的透明性和优良的导电性而备受人们的青睐。将纳米ATO用于化学纤维抗静电处理的途径主要有3个：

1)在纤维纺丝时直接添加纳米级ATO粉末，其关键是无机纳米级ATO与纤维材料的相容性，需要添加特殊的分散助剂；

2)在原料(如毛条、涤纶丝)染色过程中添加纳米级ATO或其水性悬浮液，使染色与功能化一步完成；

3)在坯布的染色或整理过程中添力口纳米级ATO水性悬浮液。

东华大学纤维改性国家重点实验室的王栋等人采用纳米粉体ATO粉为抗静电剂，以聚乙烯亚胺(PEl)为分散剂，将纳米ATO稳定均匀地分散于去离子水中，并首次将该悬浮液作为聚丙烯腈纤维纺丝过程的预热浴，来改善PAN纤维的抗静电性。由于纤维内外纳米无机微粒的浓度差和初生PAN纤维内部大量微孔的存在，纳米ATO微粒能够通过扩散、迁移进入纤维或吸附于纤维表层，当PAN纤维被拉伸、干燥、致密化处理时，纳米ATO能留在纤维中并形成纳米ATO局部接触的导电通道，赋予PAN纤维抗静电性。实验结果表明纳米ATO改性PAN纤维的体积比电阻率下降三个数量级，具有良好的抗静电性能，同时还基本保持了纤维原有的3大重点发展方向力学性能。另外，国家超细粉末工程研究中心也正开展将纳米ATO应用于抗静纤维的制备及其它多个领域的研究。

目前改善涤纶织物静电性能的最主要的方法是采用有机抗静电剂通过简单易行的面料后整理技术进行抗静电整理。但由于有机抗静电剂存在对环境湿度依赖性大且抗静电效果持久性差等问题，因此寻求一种具有优良且耐久抗静电性能的抗静电剂成为研发热点。吴越等人Emi将纳米ATO粉体用于涤纶织物抗静电处理，实验结果表明，经纳米ATO抗静电整理剂处理的涤纶织物表面电阻从未处理的 1012 降低到 1010 级，洗涤50次，抗静电效果基本不变。陈雪花等 用涂层方法对涤纶面料进行了纳米级ATO抗静电剂的抗静电功能整理，实验结果表明：只有当ATO粒子暴露在膜的表面时，它才能发挥抗静电性能；当ATO粒子以部分湮没于膜内，部分显露在膜表面的形式存在于涂层中时，涂膜的抗静电性能才持久。丁钟复等将不同锑掺杂量的纳米ATO粉用于涤纶针织物的抗静电处理，研究表明，粉体的掺杂量是影响抗静电性能主要因素之一，在4％ 8％锑掺杂量的试验范围内，掺杂量越多，它的抗静电性能越好，但粉体的颜色也随之加深，将影响其在浅色纺织品上的使用。

纤维功能化是合成纤维的一个重要发展趋势。我国是化纤的生产和消费大国，化学纤维抗静电处理将是纳米ATO粉的重要应用市场之一。

3 抗静电塑料

目前，将各种无机导电填料(如铜粉、银粉、炭黑等)掺入到基体高分子中加工成型的抗静电高分子材料最具使用价值，复合材料的体积电阻率在较大范围涌傻鳎渲胁簧僭诠庖丫迪稚唐坊５捎谔亢诘炔牧显谒芰现械姆稚⑿圆睿胨芰系南嗳軯，哇不好，因而其在应用上也受到一定的限制。纳米ATO粉粒径小，与塑料有很好的相容性，且色浅，为导电粉在塑料上的应用拓宽了领域。纳米ATO粉在塑料表面抗静电中应用需解决的主要问题是添加量与材料的机械力学性能之间的关系，以及纳米粉体在基体树脂中的分散问题，例如可以采用皮芯结构和多层挤出等特殊的工艺，这需要预先制备纳米ATO导电塑料母粒。

4 结 语

纳米ATO粉与传统的抗静电材料相比具有显同时著的优势，在高分子材料抗静电领域有着广阔的应用前景，极具发展11轻集料潜力。如何开发和利用好纳米ATO的这些优点，使其在市场中站稳脚跟，以下几个方面的工作有待于进一步的深入研究。

1)纳米ATO粉体的团聚问题。从目前的必须插进带有保护接地供电插座中制备水平来看，无论哪一种方法制备的粉末，颗粒都趋向于聚集在一起，形成二次颗粒，乃至三次颗粒，极大影响纳米粉体的使用性能。因此，必须从团聚机理入手，探索一种切实可行的解决纳米粉末在制备和储存时的团聚问题。

2)纳米ATO粉体的制备方法报道很多，但大部分都处于实验室小样制备水平，真正可以工业化批量生产的方法不多，还需努力探索最佳的制备方法和工程放大技术。

3)积极探索纳米ATO粉体新的应用领域，更好地为提高人们的生活水平作贡献。