聚酯纖維/滌綸導電纖維定量分析研究

文/林本術 鄭明通 鄭少明 江珊珊

聚酯纖維是合成纖維中的一個重要品種。它是以精對苯二甲酸（PTA）或對苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）為原料經酯化或酯交換和縮聚反應而制得的成纖高聚物——聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），經紡絲和后處理制成的纖維。聚酯纖維在紡織和工業領域中的應用非常廣泛，但是聚酯纖維的疏水性和絕緣性導致其在干燥環境下容易積累靜電，靜電放電不僅對人體有害，而且會成為可燃氣體或粉塵的點火源引起爆炸和火災。為防止靜電引起各種災害，如何賦予聚酯纖維導電性能成為近年來的研究熱點。

導電纖維是一種通過電子傳導和電暈放電而消除靜電的功能性纖維，通常是指在標準狀態（20℃、65%相對濕度）下，比電阻在107Ω·cm以下的纖維。目前在紡織品中應用比較廣泛的導電纖維有錦綸和滌綸兩種。一般加的量很少，0.5%～1.0%左右即可有效地改善織物的抗靜電性能。

聚酯纖維和滌綸導電纖維具有相同的化學性質，采用常規的溶解法無法對聚酯纖維/滌綸導電纖維進行定量分析。但是在外觀上滌綸導電纖維縱面中間有一道黑色；錦綸導電纖維縱面兩邊邊緣是黑色。因此本文討論采用物理法（橫截面）定量分析聚酯纖維/滌綸導電纖維混紡織物中滌綸導電纖維含量的可行性。

1 試驗

1.1 試驗儀器

數字化纖維細度分析儀（CU）、哈氏切片器、雙刀片、鑷子等。

1.2 試驗試劑

火棉膠、液體石蠟。

1.3 試驗樣品

選用導電纖維設計值為0.5%的聚酯纖維/滌綸樣品5塊。編號為1～5。

1.4 試驗方法

參照標準FZ/T 01101—2008 《紡織品 纖維含量的測定物理法》[1]。

（1）纖維橫截面制備

在試樣中隨機取適量纖維整理平行成束狀，放入哈氏切片器中，切去露出的纖維，轉動適當的刻度，涂上火棉膠，待試樣凝固后，切取適當厚度的纖維切片放置在滴有液體石蠟的載玻片上，蓋上蓋玻片，供橫截面面積測量試驗用。

（2）纖維縱截面制備

將試樣整理成平行束狀，用纖維切片器切取合適長度約0.4mm的短纖維，將短纖維移至表面皿中，加入適量的液體石蠟，充分混合成稠密的懸浮液。將適量懸浮液移至載玻片上，使其均勻展開，蓋上蓋玻片。每個試樣中抽取的纖維總數不少于1500根。

（3）纖維橫截面面積的測定

將制備的試樣放在顯微鏡載物臺上，顯微鏡調到合適的放大倍數，使顯示器上的纖維圖像直徑大500～1000倍，選擇圖像分析軟件中正確的標尺和圖像采集功能。調節顯微鏡焦距，使顯示器上的圖像清晰，用視頻攝像頭采集圖像。使用鼠標完成圖像凍結、面積測量等程序，將橫截面面積測量結果儲存于圖像分析軟件系統。移動載物臺，選擇另一圖像清晰的界面繼續測量面積。利用檢測系統軟件的統計計算功能自動計算每種纖維的橫截面面積平均值，單位為平方微米（μm2）。

圖1 混紡織物縱截面

圖2 混紡織物橫截面

由圖1混紡織物的縱截面可看出，導電纖維的中部呈現出一條黑色條紋，因此可以判定該樣品中的導電纖維為滌綸導電纖維。由圖2混紡織物橫截面可看出，導電纖維的橫截面有清晰的孔洞，與其他纖維的截面有明顯的區別。

2 結果與討論

導電纖維的含量計算公式如式（1）和（2）所示。

式中：Pi為第i組分纖維的質量含量，%；Ni為第i組分纖維的計數測量根數；di2第i組分纖維的直徑平方的平均值；ρi為導電纖維的密度，1.368g/cm3；Si為第i組分纖維的橫截面面積平均值，μm2。

采用物理法測定導電纖維的質量百分率及含量偏差對比，結果見表1，其中設計值為企業的投料質量百分比。

表1 導電纖維含量結果對比

根據GB/T 29862—2013 《紡織品纖維含量的標識》[2]規定，當某種纖維含量≤10%時，纖維含量偏差值為±3%，同時當某種纖維含量≤3%時，實際含量不得為0。由表1導電纖維含量結果的對比可發現，采用物理法所得到的結果都在國家標準所允許的偏差范圍內。

文中的數據及論述是整體科研項目中的一部分，該結果是根據其他基礎數據所得到的結論，設計值是實際的投料重量比，測試值是該檢測方法的實測值，因此該組數據可以驗證該種試驗方法的可靠性，實際檢測工作中使用該方法取得了很好的效果。

3 結論

（1）通過混紡織物的縱向和橫截面圖可以清晰分辨出導電纖維的溝槽，從而將導電纖維與聚酯纖維進行有效的區分，確保試驗結果的準確性。

（2）使用物理法所得導電纖維的含量與設計值偏差極小，采用物理法定量分析聚酯纖維/滌綸導電纖維織物結果是真實可信的。