Electric resistivity of hydroscopic copoly(ester-ether)s containing zwitterionic units and their utilization for antistatic modification of polyester fiber

Block copoly(ester-ether)s containing different ionic units, i.e., sulfobetaine (S- betaine), carbobetaine (C- betaine), and ammonium tosylate, were prepared and evaluated as antistatic modifiers of PET fiber. The ionic units were readily derived from N,N-bis(2-hydroxyethyl) methylamineand co-condensed randomly with the polyester and poly(oxyethylene) (PEO) units. For the copolymers containing S- betaineunits, a thick filament was melt-spun to evaluate their apparent electric resistivity. Depending on the unit compositions (25–75 wt.-% of PEO and 1–2 mol-% of S- betaine), resistivities ranging from 108 to 1010 Ω cm-1 were obtained. Then, the three copolymer-type modifiers were blended with poly(ethylene terephthalate) (PET) by the ordinary blend-spinning technique. The blend PET fibers obtained showed not only good mechanical properties, but also improved antistatic properties. Particularly, the fiber blended with the copolymer containing S- betaineunits had the shortest half-life time of leakage of static charge, although the surface area resistivity, being in the order of 1013 Ω cm-2, was similar to that of the fibers blended with the copolymers containing C- betaineand ammonium tosylateunits. These blend PET fibers were found to retain good antistatic properties even after dyeing and repeated washings, because both the hydrophilic and ionic groups are immobilized with the polyester chains. Blockcopoly(ester-ether) mit verschiedenen ionischen Einheiten wie Sulfobetain (S- Betain), Carbobetain (C- Betain) und Ammoniumtosylat wurden hergestellt und hinsichtlich ihrer Eignung als antistatische Modifikatoren fur Polyethylenterephthalat (PET)-Fasern untersucht. Die ionischen Segmente wurden aus N,N-Bis(2-hydroxyethyl) methylamingeneriert und statistisch mit den Polyester- und Polyoxyethylen(PEO)-Einheiten cokondensiert. Aus den Copolymeren mit S- Betain-Einheiten wurden im Schmelzspinnverfahren dicke Filamente hergestellt und deren elektrischer Widerstand bestimmt. Abhangig von der Zusammensetzung (25–75 Gew.-% PEO, 1–2 mol-% S- Betain) wurden Widerstande zwischen 108 und 1010 Ω cm−1 gemessen. Die drei copolymerartigen Modifikatoren wurden mit PET durch Blendspinnen gemischt. Die so erhaltenen PET-Fasem zeigen nicht nur gute mechanische sondern auch verbesserte antistatische Eigenschaften. Die Fasern aus dem S- Betainenthaltenden Copolymeren weisen dabei die kurzeste Halbwertszeit des Abbaus der elektrostatischen Ladung auf, obwohl der Oberflachenwiderstand dieses Materials in der Grosenordnung 1013 Ω cm−2 dem Wert der mit C- Betainund Ammoniumtosylat hergestellten Fasem ahnlich ist. Die PET-Fasern bewahren ihre guten antistatischen Eigenschften auch nach dem Faben und wiederholtem Waschen, da sowohl die hydrophilen als auch die ionischen Gruppen an den Polyesterketten fixiert sind.