Den første fase
Brug et hygroskopisk antistatisk middel til at udføre overfladebehandling på fiber eller stof.
Vand har en høj elektrisk ledningsevne. Så længe en lille mængde vand absorberes, kan polymerens ledningsevne forbedres væsentligt. Vand kan give et overføringsmedium til ladning, fremme bevægelsen af ioner til den modsatte elektrode, og når vandet reduceres, kan det genopfyldes fra atmosfæren. Ved at bruge denne egenskab ved vand er der udviklet en række antistatiske midler. Det antistatiske middel er et overfladeaktivt middel med en hydrofil gruppe og en hydrofob gruppe. Den hydrofobe gruppe peger på overfladen af fibermaterialet, adsorberer på fasegrænsefladen og ændrer fasegrænsefladens tilstand; den hydrofile gruppe peger på rummet og absorberer vanddamp i atmosfæren.
Antistatiske midler har generelt følgende funktioner på overfladen af fibre og deres produkter:
1. Fugtabsorption: en kontinuerlig monomolekylær vandfilm dannes på overfladen af fibermaterialet.
2. Reduktion af specifik modstand: Vandfilmen på overfladen af fibermaterialet øger fibermaterialets dielektriske koefficient og reducerer derved effektivt dets overfladespecifikke modstand.
3. Forbedre ionledningsevnen: øge ionkoncentrationen på overfladen af fibermaterialet og forbedre dets ion- (inklusive proton) ledningsevne i vanddamp.
4. Fremme elektrolytopløsning: Det giver et sted for opløsning af kuldioxid i luften og elektrolytter i fibermaterialer.
5. Elektrisk neutralisering: Når ladningstegnet for det antistatiske middel er modsat fibermaterialets, vil det frembringe elektrisk neutralisering.
Fordele: bekvem behandling, lave omkostninger og åbenlys antistatisk effekt.
Ulemper: Den antistatiske ydeevne er meget afhængig af den miljømæssige fugtighed. Ved lav luftfugtighed (RH<40%), its antistatic performance is lost and its durability is poor.
anden fase
Tilføj antistatisk middel inde i fiberen for at modificere fiberen.
En antistatisk middelkomponent tilsættes til basispolymeren, blandet eller copolymeriseret med basispolymeren, og en hav-ø eller kappe-kerne sammensat antistatisk fiber fremstilles ved en sammensat spindemetode. Øfasen eller kernedelen er en polymer, der indeholder et antistatisk middel, og den grundlæggende polymer som havfasen eller huddelen er fiberens hovedlegeme, som beskytter den hydrofile gruppepolymer og påtager sig fiberens grundlæggende funktion. Det antistatiske middel inde i den antistatiske fiber er for det meste polært eller ionisk overfladeaktivt stof. Dens molekylære struktur har også hydrofile grupper og hydrofobe grupper. Den hydrofobe gruppe har en vis grad af forenelighed med den basiske polymer, mens den hydrofile gruppe gør, at den har en vis grad af hygroskopicitet.
Antistatisk mekanisme af antistatisk fiber: Den hydrofile gruppe indeholdt i det antistatiske middel inde i fiberen kan migrere til overfladen af fiberen og danne en vandfilm. Vandfilmen absorberer atmosfærisk vanddamp for at øge fiberens dielektrikum. Funktion til at reducere fiberens overfladespecifikke modstand og accelerere lækagen af netto elektrostatisk ladning.
Fordele: Da det antistatiske middel er inde i basispolymeren, er dets holdbarhed bedre.
Ulemper: Effekten af antistatisk middel afhænger af dets hygroskopicitet, som er dømt til dets afhængighed af miljøets fugtighed. Under lav luftfugtighed (RH<40%) conditions, it will lose its antistatic performance. The dosage is large.
Den tredje fase
Metalfiber og ledende materiale overfladebelægningstrin.
1. Metal ledende fiber: Den ledende fiber er lavet ved at bruge den fremragende ledningsevne af metal, hvilket gør den til den tidligste og ægte ledende fiber. Dens resistivitet kan nå 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Almindeligt anvendte metaller til metalfibre er: rustfrit stål, kobber, aluminium, nikkel, guld, sølv osv. De mest anvendte er 304, 304L og 316, 316L rustfri stålfibre. Den vigtigste produktionsmetode er den direkte tegningsmetode. Metaltråden strækkes gentagne gange gennem matricen for at danne en fiber med en diameter på 4-10μm (i øjeblikket er den tyndeste mindre end 1μm), brudstyrken er 5-15cN/dtex, og brudforlængelsen er 3,0-5,0%. Rustfri stålfiber har fremragende holdbarhed, varmeledningsevne, bøjningsmodstand, slidstyrke og strålingsmodstand. Når metalfiberindholdet er større end 0,5%, har stoffet visse antistatiske egenskaber, og når metalfiberindholdet er 2 til 5%, har stoffet gode antistatiske egenskaber. Når metalfiberindholdet er større end 8%, har stoffet ikke kun antistatiske egenskaber, men har også visse elektromagnetiske bølgeafskærmningsegenskaber.
Metalfiberindhold og anti-statisk egenskab
Bemærk: Den elektriske ledningsevne af rustfri stålfiber stiger med stigningen i finhed. Når finheden er mindre end 8μm, falder den med stigningen i finheden. Ulemper: fiberen er stivere, kohæsionskraften er lidt dårligere, farvbarheden er dårlig, og fiberprisen er højere.
2. Overfladen af ledende materiale er belagt med ledende fiber:
Denne fiber er repræsenteret af den kulsorte overflade-belagte ledende fiber, som først blev udviklet af BASF i Tyskland i 1960'erne. Produktionsmetoden er at belægge og fiksere metal, kulstof, ledende polymer og andre ledende materialer på overfladen af almindelige fibre gennem fysiske og kemiske metoder. De ledende komponenter i denne fiber er fordelt på overfladen af fiberen, så den antistatiske effekt er god, men i brugsprocessen er det ledende materiale let at falde af, og den ledende ydeevne går tabt.
Fjerde etape
Komposit ledende fibertrin.
I 1975 brugte DuPont komposit-spinningsteknologi til at lave ledende kompositfibre med ledende kerne med kønrøg -Antron III. Som et resultat er store kemiske fibervirksomheder begyndt at forske i og udvikle kompositfibre med kønrøg som den ledende komponent. Monsanto har udviklet ledende-side-side, Kanebo har udviklet ledende nylonfibre, og Unijika, Kuraray og Toyobo har successivt udviklet ledende kompositfibre. I denne periode blev den ledende carbon black-kompositfiber i høj grad udviklet. I slutningen af 1980'erne nåede Japans årlige produktion op på 200 tons. Fordi den ledende carbon black-kompositfiber bruger carbon black som den ledende komponent, er fiberen normalt mørkegrå, hvilket begrænser anvendelsesområdet.
Fremkomsten af ledende carbon black-kompositfibre fremmer udviklingen og produktionen af indlagte antistatiske stoffer.
Femte etape
Udviklingsstadiet for blegning af ledende fibre.
I 1980'erne startede man forskningsarbejde om blegning af ledende fibre. Den almindelige metode er at bruge kobber, sølv, nikkel og cadmium og andre metalsulfider, iodider eller oxider og almindelige polymerer til at blande eller sammensat spinding for at lave ledende fibre. For eksempel er den ledende fiber i det CuS-ledende lag fremstillet ved kemisk reaktion; den ledende fiber T-25 indeholdende CuI er fremstillet af Teijin Co., Ltd.; den ledende fiber, der indeholder Zn0, er fremstillet af Kanebo Co., Ltd.; Unijika og andre virksomheder har også lavet hvide ledende fibre. Ydeevnen af hvide ledende fibre, der anvender metalforbindelser eller oxider som ledende materialer, er ikke så god som for kønrøg kompositfibre, men dens anvendelse er ikke begrænset af farve.
Sjette etape
Udviklingsstadiet af polymer ledende fiber.
Polymer ledende fiber er en iboende polymer ledende fiber fremstillet af doping af polymermaterialer. Såsom polypyrrol, polythiophen, polyanilin og andre polymermaterialer. Disse iboende ledende polymerer har høj ledningsevne (op til 10¯³~10¯²s/cm).
Forskning i denne type materiale har gjort nogle opmuntrende fremskridt. Der er dog stadig nogle vanskeligheder i praktisk anvendelse, hovedsageligt på grund af dårlig behandlingsydelse. Derudover er forskning i superledningsevne af polymerer i ind- og udland også i gang. Forskningsarbejde om intelligente tekstiler af elektronisk information er også i gang.
Indenlandsk forskning og udvikling af ledende fibre er relativt sent. I 1980'erne begyndte den indenlandske produktion af metalfibre og kulfiber, men produktionen var relativt lille. De fleste af de nødvendige ledende fibre afhænger af import. Den tidligste indenlandske forskning og udvikling af metalfibre er Lanzhou Research Institute of Mining and Metallurgy og andre videnskabelige forskningsinstitutioner og nogle virksomheder, såsom 540 fabrikken i Xinxiang. Den indenlandske forskning og udvikling af ledende carbon black kompositfibre omfatter Wuxi Textile Research Institute og China Textile Excellent Silk of Textile Academy. Den nuværende procesteknologi er relativt moden. Et betydeligt antal indenlandske universiteter og videnskabelige forskningsinstitutioner og nogle store virksomheder har også med succes udviklet en række organiske ledende fibre og hvide ledende fibre.
Såsom: metalpolyester ledende fiber belagt med kobber og nikkel på overfladen, ledende akrylfiber af kobberiodid, ledende fiber lavet af kobberiodid polyester blandet spinding, carbon black kompositfiber osv. I produktionsteknologien af hvid ledende fiber har nogle indenlandske virksomheder med succes udviklet hav-øfiberteknologi og så videre. Generelt set er der stadig et vist hul med udenlandsk avanceret niveau, såsom i produktkvalitet og stabilitet.
