纳米ATO涤纶抗静电整理液分散性能的研究

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ATO抗静电纳米材料及其在织物上的应用

ATO抗静电纳米材料及其在织物上的应用胡万丽【摘要】纳米ATO(锑掺杂二氧化锡)粉体因其高电导率和浅色透明性,在许多领域有着广阔的应用前景,是近年来迅速发展的一种新型功能材料.文中综述了ATO粉体的结构性能及其在织物上的应用,最后提出了有待深入研究的几个问题.【期刊名称】《现代丝绸科学与技术》【年(卷),期】2007(022)001【总页数】3页(P27-29)【关键词】ATO;纳米粉体;抗静电;织物;应用【作者】胡万丽【作者单位】苏州大学材料工程学院,江苏苏州,215021【正文语种】中文【中图分类】TS1纺织品在使用过程中，易因摩擦和感应产生静电，积聚的静电使灰尘附着，使服装纠缠肢体产生不适感，甚至有害于身体健康。

合成纤维由于静电现象不但造成纺纱织造困难，而且穿着舒适性差，还可引起电击，甚至造成严重的灾害，所以对纺织品进行抗静电整理具有重要的意义。

传统的抗静电整理剂为表面活性剂[1]，通常用其对纤维或织物进行处理，以提高纤维的吸湿性，从而降低纺织品电阻率，但其抗静电效果及耐洗涤性能差，持久性差，且在低湿度环境中不显示抗静电性能；碳黑复合导电纤维的应用使纺织品抗静电效果显著、耐久且不受环境湿度的影响，但由于碳黑复合导电纤维呈灰黑色，不适合于浅色纺织品，故其应用范围受到限制。

新型的纳米级透明导电粉末锑掺杂二氧化锡(Antimony doped tin oxide，ATO)，具有优异的导电性和透明性，且不受气候和使用环境的限制，具有广阔的应用前景[2]。

目前生产ATO的方法主要有物理气相沉积法、蒸发技术法以及化学气相沉积法，此外，还有属于湿化学方法范畴的溶胶-凝胶法、共沉淀法和近年来研究得较为热门的水热法等[3-5]。

本文主要介绍ATO粉体的结构性能及其在织物上的应用现状。

1 ATO抗静电纳米材料的结构与性能1.1 ATO的结构ATO即锑掺杂二氧化锡，刘晓珍等[6]应用X射线衍射法研究发现，Sb掺杂SnO2为替代型掺杂，经1000 ℃灼烧后，Sb5+离子替代Sn4+离子进入晶格。

含纳米ATO透明抗静电涂料的研究

含纳米ATO 透明抗静电涂料的研究吴六六, 陈国建, 吴秋芳, 於定华( 国家超细粉末工程研究中心, 华东理工大学, 上海200237)0 引言高分子薄膜材料具有良好的加工性和电绝缘性, 被广泛用于工业生产和日常生活的各个领域, 但由于其表面电阻率高( 通常为1012~ 1030 Ω) , 因此在使用过程中容易积聚静电, 静电积累到一定程度, 会产生一系列危害, 造成重大损失。

目前, 抗静电剂[ 2]分为两大类: 第1 类, 导电物质( 炭黑、碳纤维、金属微丝、导电聚合物及导电无机物) ; 第2 类: 水分吸附型抗静电剂。

导电物质作抗静电剂, 可随其加量的变化, 使高分子材料具有不同等级的抗静电性甚至变为导电体, 但加入导电物质会影响薄膜的色泽、透明度等而使其应用受到诸多限制[ 3] 。

水分吸附型抗静电剂受环境的约束太大, 很容易在高温或低湿的条件下失去抗静电作用。

掺锑二氧化锡( Ant imony Doped Tin Ox ide, 简称ATO) , 是一种新型的多功能透明抗静电及导电材料。

将它制成纳米级, 可在小型化、集成化等方面得到广泛的应用。

纳米级ATO 透明抗静电薄膜材料与传统的透明抗静电材料相比具有明显的优势 : 首先, ATO 薄膜在可见光范围内, 既具有高的光透射性, 又显示出准金属特性的导电性能 , 在许多应用条件下, 对制品的颜色和透明度都能达到一定要求, 而炭黑等传统抗静电薄膜材料则不可避免地影响最终制品的质量[ 5] ; 其次, AT O 透明抗静电膜有良好的化学稳定性、热稳定性及耐候性, 并且ATO导电膜层与基材的附着性好, 机械强度高[ 8] , 不受气候和使用环境的限制。

1 实验部分1.1 原材料纳米级透明导电粉: 掺锑二氧化锡ESN-185, 平均粒径20~ 50 nm, 比表面积80 m2/ g, 国家超细粉末工程研究中心研制; 树脂: 聚酰胺、丙烯酸树脂、硝基纤维素树脂, 均为市售品; 溶剂: 醋酸乙酯、丁酮、异丙醇、二甲苯, 均为分析纯; 附着力促进剂( 主要成分为苯氧基二甲基硅烷化合物) : JS-F4021, 上海锦山化工有限公司。

纳米ATO改性PP_PS共混体系的研究

的ＰＰ／ＰＳ共混物（ＰＳｌ０，ＰＳ２０，ＰＳ３０，ＰＳ４０１。图１是测试得到的共混物的ＤＳＣ结晶与熔融曲线。
在ＰＰ结晶峰温附近，这个时候，ＰＳ将进入玻璃态，从而限制ＰＰ分子链段的活动，阻碍ＰＰ分子的链段在晶核上自由排列结晶，导致部分晶体结晶不完整，片晶厚度减小，所以随着ＰＳ的添加，熔融峰宽度增大，熔点下降。２．２ｎａｎｏ．ＡＴＯ／ＰＰ／ＰＳ复合材料中ＰＰ的结晶与熔融
高。为提高聚丙烯／聚苯乙烯共混物的相容性，国内外
取一定量纳米ＡＴＯ与乙醇一起加入高速分散器
许多研究观察到增容剂使共混物物组分间相互作用，
中，高速分散１ｈ转移至烧杯，将烧杯置于８０℃恒温
改善相容性和相形态，提高力学性能。近年，无机粉
水浴中，加入钛酸酯偶联剂（ｗ＝Ｏ．０１），搅拌１ｈ，抽滤、
体材料作为相容剂受到研究者的关注，它有同时增容烘干，气流粉碎得到样品。采用双螺杆挤出机把ＰＰ、
的相容性：只要体系中加入质量分数少于１００，６的ＡＴＯ，就能很大程度提高合金的冲击韧度及拉伸强度。
关键词：纳米ＡＴＯ：聚丙烯；聚苯乙烯：相容性
中田法分类号：ＴＱ３２４．８
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－１８５Ｘ（２００９）Ｓ２．１０５１．０４
随着聚合物共混理论的发展，对聚丙烯／聚苯乙烯
份有限公司。
扫描电镜（ＳＥＭ）’钡ＩＪ试：将试样置于液氮中冷冻，然后迅速脆断，经真空镀金后采用扫描电镜观察。差
好的导电性、浅色透明性、良好的耐候性和稳定性等方示扫描量热测试（ＤＳＣ）：在氮气气氛下（流速为５０
面，是一种极具发展潜力的新型多功能导电材料【２巧】。
ｍＬ／ｍｉｎ），以１０℃／ｒａｉｎ的速度从室温升到设定温度，
３．２量
ＰＳＣｏｎｔｅｎｔ／％

纳米ATO粉末

纳米ATO粉在抗静电塑料包装中的应用相关专题：塑料制品时间：2011-10-14 15:49来源：阿里巴巴塑料价格库产品需要包装，而包装材料的质量直接或间接影响产品的质量。

以往的产品包装大多注重于其外观、防潮、隔热、保温等性能，而对防静电、防射频性能没有引起足够的重视，也造成了严重的后果，据报道，全世界电子工业因静电放电(EDS)造成的损失每年达数百亿美元”。

近年来，随着材料科学的发展，高分子材料因其在生产、加工及使用等方面的优越性能而广泛应用于包装等领域，高分子材料抗静电研究也成为国内外研究的热点之一。

常用的高分子材料抗静电方法是在材料中添加导电填料，但现有的导电填料在使用过程中暴露出了许多问题”：贵重金属填料(如金粉、银粉、镍粉等)导电性好，但价格昂贵，不适于大规模使用；铜粉价廉，但易被氧化；碳系填料导电性好、耐度上限制了其使用。

为此，国外在90年代研制出价廉、色浅的金属氧化物导电填料，并得到迅速的发展。

纳米掺锑二氧化锡(AntimonyDopedTinOxide，简称ATO)，是一种N型半导体材料，与传统的抗静电材料相比，纳米ATO导电粉体具有明显的优势，主要表现在良好的导电性，浅色透明性，良好的耐候性和稳定性以及低的红外发射率等)：面，是一种极具发展潜力的新型多功能导电材料”。

本文从抗静电涂料、抗静电纤维及抗静电塑料3个方面介绍了纳米ATO粉在高分子抗静电材料中应用。

1抗静电涂料抗静电涂料是纳米ATO粉的主要应用市场。

将纳米ATO粉末作为导电填料添加到聚酰胺、丙烯酸等基体树脂中，选择适当的分散方法，可制得纳米复合透明抗静电涂料。

在纳米ATO复合抗静电涂料中，当纳米ATO粉的添加量达到某一临界值时，涂层的导电性能才明显改善。

研究表明，纳米ATO粉在涂料中的临界体积浓度(CPVC)约为23％，当PVC达到23％后，涂层的导电性能较好，如图1所示。

但进一步增大纳米ATO的用量，对于涂层的导电性能的改善并没有很大的帮助，相反，会影响涂层的色泽、透明度以及力学性能等。

纳米抗静电整理剂在涤纶装饰织物中的应用研究

Ａ（Ｒ）＋Ｈ２１Ｏ３０Ａ（Ｒ）（Ｈ）＋ＲＨｌＯ２ＯＯ（Ｒ）一Ａ — ０Ａ一（Ｒ）Ｏ１一１Ｏ＋Ｈ０
本文利用自制的纳米抗静电整理剂整理涤纶装饰织物，取得了较好的抗静电效果。纳米抗静电剂整理
织物具有添加量小、不影响织物的物理性能和外观、化学稳定性高、效果稳定持久、无污染等优点。
１实验部分
１１实验材料、品及主要实验仪器．药实验材料：涤纶装饰织物（经编针织物，３／。６０ｇｍ）实验药品：有机醇铝（工业级）盐酸（；分析纯）去离子水（；自制）渗透剂（；工业级）分散剂（业级）；工。
主要实验仪器：Ｂ５０型激光粒度仪（Ｌ．５日本ＨＲＢＯＩＡ公司）Ｙ（）４Ｄ型织物静电测试仪（；ＧＬ３２山东纺织研究院）ＪＭ５１Ｌ；．０Ｖ扫描电子显微镜（本ＪＯ）Ｄ．１智能集热式恒温磁力搅拌器（Ｓ６日ＥＬ；Ｆ１Ｓ０巩义市英峪予华
和静电压半衰期。１３３纳米抗静电剂在织物表面附着形态观察．．
利用扫描电子显微镜观察整理剂在织物表面的附着形态。
２实验结果与讨论
２１溶胶粒径的控制．
在一定温度和酸度的去离子水中，有机醇铝经水解和缩聚而形成稳定均一的氧化铝溶胶。其水解反应如下【：
１３测试方法．Ｉ３Ｉ粒径测试．．
图１纳米氧化铝溶胶制备
工艺流程图
利用Ｌ．０型动态光散射粒度分布分析仪测量溶胶的粒径。Ｂ５５

基于正交实验的纳米ATO浆料的分散稳定性研究

发展潜力的新型功能材料，有优良的电学性质和光具
所示。
表１正交实验因素和水平表
ＴｂｅｌＴｅｆｃｏｓａｄｌｖｌｂｅｏｒｈｇｎｌｘｅｉｎａｌｈａｔｒｎｅｓｔｌｆｔｏｏａｐｒｍｅｔｅａｏｅ
【收稿日期］０１０ — ９２１— ９２
盐酸调节溶液的ｐＨ值，并用数显ｐ测量ｐＨ计Ｈ值，
［基金项目］中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（Ｚ１０１ＣＺ０ｏ１
［作者简介］杨玲玲，，女硕士研究生，主要从事功能材料的改性研究。
称取１ｇ纳米ＡＯ粉体和一定量的分散剂。Ｔ先将分散剂加入到６Ｌ０ｍ的蒸馏水中，搅拌５ｒｎｉ进行预ａ
再Ｔ粉体搅拌均匀，用氢氧化钠和因素ｃｐ（Ｈ值）因素Ｄ分散剂种类）因素Ｅ超溶，加入纳米ＡＯ，（和（声分散时间／ｉｏｍｎ它们组成的因素和水平表如表１
关键词：正交实验；纳米ＡＴＯ；分散稳定性
中图分类号：Ｔ３Ｂ３２
文献标识码：Ａ
文章编号：１０ — ６６２１）１００ — ４０９１９（０１１－０５０
０引言
纳米ＡＯ掺锑氧化锡）Ｔ（半导体粉体是一种极具
３结果与讨论
正交实验数据与处理结果如表２所示。极差尺反映了因素和水平变动时实验数据的变动幅度。值越大，明该因素对实验数据的影响越大，说因此也越重

纳米ATO的表面修饰及抗静电腈纶的制备

仪、偏光显微镜和红外光谱测试都显示纳米ＡＯＴ
在聚丙烯腈原液中具有很好的分散性；流变测试表明纳米ＡＯ与聚丙烯腈共混原液具有良好的Ｔ可纺性，可纺性强，无堵塞喷丝孔现象。并用Ｔ、Ｇ
ＤＣ研究了纤维的性能。Ｓ
脱泡２ｍｎ制成纳米ＡＯ聚丙烯腈共混原液。０ｉ，Ｔ／
纤维。
１实验部分
１１实验原料．
１３结构和性能分析．
纳米ＡＯ导电粉末（ｎ２ｂ，ＴＳＯ＂２）平均粒径Ｓ０＜０ｎ华东理工大学超细粉末中心；１０ｍ，聚丙烯酰胺（，－ｘ０）上海化学试剂公司；ＰＭ￣３，１聚丙烯
１ｍｎ超声振荡３ｍｎ制成修饰后的纳米ＡＯ５ｉ，０ｉ，Ｔ
浓悬浮液。将修饰后的纳米ＡＯ浓悬浮液倒入Ｔ三口烧瓶内的聚丙烯腈原液中，并加入计算量的聚丙烯腈粉末和ＮＳＮ粉末，０电动搅拌ａＣ８℃ （０ｒｎ约８１ｈ取出过滤，８０ｒｉ６０ｍｉ）～０，／４０ｍｎ离心／
目前无机纳米微粒改性聚丙烯腈是制备抗静电腈纶的一种重要方法，主要有原液共混、加入到预热浴扩散入纤维［纤维后整理等方法。】１、原液共混法工艺简单、成本低廉、抗静电性能持久，但是纤维成型时纳米粒子会团聚，使纤维强度明显下降。本文采用的一种新型的纳米ＡＯ导电Ｔ粉末，电阻率达到ｌ５．还具有抗辐射、￣Ｑｃｍ，红外吸收等功能。聚丙烯腈原液（ａＣＮＳＮ溶剂）是有机相和无机盐溶液的混合物，不利于纳米ＡＯ的Ｔ分散，因此先将纳米粒子均匀稳定地分散在水中得到分散较好的悬浮液，并对ＡＯ纳米微粒作Ｔ表面修饰】，然后将修饰后的纳米ＡＯ悬浮液Ｔ加入聚丙烯腈原液进行共混，制得了抗静电剂质量分数为ｌ％的原液。Ｚｔ纳米粒度与电位分析ｅａ

纳米ATO粉体的高度均匀与稳定分散研究

纳米ＡＴＯ粉体在无水乙醇介质中分散稳定性的影
响。
图１不同分散剂的ＡＴＯ料浆相对沉降高度
Ｆｉｇ１ＲｅｌａｔｉｖｅｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎｈｅｉｇｈｔｏｆＡＴ（）ｓｌｕｒｒｙｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｓｐｅｒｓｉｎｇａｇｅｎｔｓ
声处理，后进行球磨（４ｈ，３００ｒ／ｍｉｎ）。采用紫外一可见
光分光光度计（型号：上海洪富仪器仪表有限公司，ＵＶ２０００）测定分散液离心处理（３０ｍｉｎ，４０００ｒ／ｍｉｎ）后的上层清液的透过率，其结果如图２所示。从１号方案与２、３号方案分散的对比可以看出，
３４
静置３０ｄ沉降情况
无沉降无沉降
ＴＭ — ＴＥＴ
４
１Ｏ
４（３００ｒ／ｍｉｎ）
５
７８
无沉降
无沉降无沉降
３．１．３物理分散工艺对ＡＴ０分散稳定性的影响分别选用３种物理分散工艺对ＡＴＯ粉体进行分
散，即１号方案：仅用超声分散；２号方案：先进行球磨
（４ｈ，３００ｒ／ｍｉｎ），后进行超声处理；３号方案：先进行超
散剂在颗粒表面形成包覆层而形成空间位阻，而后的超声分散对纳米粒子的进一步细化起到了促进作用。但后期的超声处理时间过长会影响颗粒的包覆层而影响其分散效果。

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摘要：用砂磨和超声的方法制备了纳米Ａ０的水分散液，Ｔ讨论了ｐ分散剂种类和分散剂质量分数对纳米Ａ０分散液粒Ｈ、Ｔ径和分散稳定性的影响．ｚｔ电位、度分析以及沉降试验对分散液进行了表征ｌ果表明：磨加超声的方法能够有效地减小纳经ｅａ粒吉砂米分散液的粒径，而具有空间位阻和静电稳定双重作用的分散剂聚羧酸钠有良好的分散效果，制备稳定的分散液．能够当分散液ｐ＝Ｈ
ＤｉｐｒｉｎｆｎｎＡＴＯａｔｓａｉｆｎｓｎｇｓｅｓｏｏａｏ－ｎｉｔｔｃｉｉｈｉＨｑｏｆｒｏｙｓｅｕｒｏｐｌｅｔｒ
ＷＡＮＧＳｕ，ＸＵｈｏＨａ — ｕＭＩｉｉｙ，ＮＪｅ
８聚羧酸钠质量分数为ｏ％时，、．６对涤纶进行抗静电整理获得了良好的效果（静电半衰期＜达到Ａ２，ｓ级标准）．
关键词：纳米ＡＯＴ；分散剂；分散稳定性；抗静电
中图分类号：Ｔ３０７ｌＱ４．４
文献标识码：Ａ
文章编号：１０ —４９０２４０２—２０４０３（１） —０３０２０
ＡｂｔａｔＡｎａｕｏｓｄｓｅｒｉｎｏａｏＡＴ０ａｒｐｒｄｂａｄｇｉｄｒａｄｕｔａｏｉｄｓｅｒｉｎｓｒｃ：ｑｅｕｉｐｓｏｆｎｎ — ｗｓｐｅａｅｙｓｎｒｅｎｌｓｎｃｉｐｓｏ．ｎｒＴｈｆｅｔｆｐｅｅｆｃｓｏＨ．ｔｐｓａｄａｏｎｆｄｓｅｓｎｒａｔｌｉｅａｔｂｌｙｏｙｅｎｍｕｔｏｉｐｒａｔｏ）ｐｒｉｅｓｚｎｄｓａｉｔｆＡＴＯｉｐｒｉｎｗｅｅｄｓｃｉｄｓｅｓｏｒｉ— ｃｓｅ．ｅｐｏｐｒｆｔｅｄｓｅｓｏｓｃａａｔｒｅｙＺｔｏｅｔｌａｔｌｉｅａａｙｉｎｅｉｕｓｄＴｈｒｅｔｏｈｉｐｒｉｎｗａｈｒｃｅｉｄｂｅａｐｔｎｉ，ｒｉｅｓｚｎｌｓｓａｄｓｄｍｅｎａｙｚａｐｃｔ— ｔｘｅｒｅｔＴｅｒｓｌｈｗｅｈｔｔｅｐｒｉｌａｅｅｏｕｄｂｅｕｅｙｓｎｒｄｒａｄｕｔａｏ — ｉｅｐｉｎ．ｈｅｕｔｓｏｄｔａｈａｔｅｄｉｍｔｒｃｌｅｒｄｃｄｂａｄｇｉｅｎｌｓｎｏｎｍｓｃｎｒｉｄｓｅｓｏｎＴｈｏｉｍｏｙａｂｘｌｔｉｐｓｎａｈｅｔｄｓｅｓｏｆｅｔｆｒｔｅｄｕｌｏｅｆｓｅｉｃｉｐｒｉ．ｅｓｄｕｐｌｃｒｏｙａｅｄｓｅｒａｔｈｄｔｅｂｓｉｐｒｉｎｅｆｃｏｈａｌｓｏｔｒｒｃｈｎｒｎｅａｄｅｅｔｏｔｔｔｂｌａｉｎｎｔｂｅｄｓｅｓｏｏｌｅｏｔｉｅ．１ｗａｐｌｄｔｈｎｉｔｔｉｄａｃｎｌｃｒｓａｉｓａｉｚｔ，ａｄｓａｌｉｐｒｉｎｃｕｄｂｂａｎｄｔｃｉｏｓａｐｉｏｔｅａｔａ— ｅｓ
ｗｈＨ＝８ａｄｔｅｄｓｇｆｓｄｕｐｌｃｒＯｙａｅｗａ６．ｅｎｐｎｈｏａｅｏｏｉｍＯｙａｂｘ｝ｔｓ０．％Ｋｅｒｓ：ｎｎ —ＡＴｙｗｏｄａｏ０：ｄｉｐｒａｔｄｓｅｓｏｔｂｌｙａｔｔｔｓｅｓｎ；ｉｐｒｉｎｓａｉｔ；ｎｉａｉｉｓｃ
ｉｉｉｈｏｏｙｓｅｒａｄｏｄｒｓｌ（ｔｔｃｖｌｇａｆｆ＜，ｒａｈｄｔｎａｄＡ）ｃｕｄｂｔｉｅｃｆｎｓｆｐｌｅｔｎｇｏｅｕｔｓａｉｏｔｅｈｌｅ２Ｓｅｃｅｓａｄｒｓａ一¨ ｏｌｅｏｂａｎｄ
第２卷第４９期
２１年４０２月
印染助剂
ＴＥＸＴＬＡＵＸＩＩＩＥＬＡＲＩＳＥ
Ｖｏ．９Ｎｏ４１．２Ａｐ．０１ｒ２２
纳闵洁
（东华大学化学化工与生物工程学院，生态纺织品教育部重点实验室，上海２１２）０６０
ＡＯＡｔｏｙｏｅｉＯｉｅ￣掺锑二氧化锡，Ｔ（ｎｉｎｐｄＴｎｘｄ）ＰｍＤ其纳米粉体作为抗静电材料广泛应用于涂料、化纤、
ｆｙＬｂｒｔｒｆｃｅｃＫｅａｏａｏｙｏｉｎｅ＆ＴｃｎｌｇｆｏＴｅｔｅＭｉｉｔｆＥｄｃｔｎＳｅｈｏｏｙｏＥｃ — ｘｉ，ｎｓｒｏｕａｉ，ｌｙｏ
ＤｎｈａＵｉｒｉ，Ｓａｇａ２１２，Ｃｉａｏｇｕｎｖｓｙｈｎｈｉ０６０ｈｎ）ｅｔ