Den første fase
Overfladebehandlingsstadiet af fiber eller stof med hygroskopisk antistatisk middel.
Vand har en meget høj elektrisk ledningsevne. Så længe en lille mængde vand absorberes, kan polymerens ledningsevne forbedres væsentligt. Vand kan give et overføringsmedium til elektriske ladninger og fremme bevægelsen af ioner til den modsatte elektrode, og når vandet falder, kan det genopfyldes fra atmosfæren. Ved at bruge denne egenskab ved vand er der udviklet en række antistatiske midler. Antistatiske midler er overfladeaktive stoffer med hydrofile og hydrofobe grupper. Den hydrofobe gruppe peger på overfladen af fibermaterialet, adsorberer på fasegrænsefladen og ændrer fasegrænsefladens tilstand; den hydrofile gruppe peger på rummet og adsorberer fugt i atmosfæren.
Antistatiske midler har generelt disse slags virkninger på overfladen af fibre og deres produkter:
1. Hygroskopisk effekt: en kontinuerlig monomolekylær vandfilm dannes på overfladen af fibermaterialet.
2. Effekten af at reducere specifik modstand: Vandfilmen på overfladen af fibermaterialet forbedrer fibermaterialets dielektriske koefficient og reducerer derved effektivt den overfladespecifikke modstand.
3. Forbedre ionledningsevnen: Øg ionkoncentrationen på overfladen af fibermaterialet, og forøg ledningsevnen af ioner (inklusive protoner) i vanddamp.
4. Fremme opløsningen af elektrolyt: Sørg for et sted for opløsning af kuldioxid i luften og elektrolytten i fibermaterialet.
5. Elektrisk neutralisering: Når ladningstegnet for det antistatiske middel er modsat fibermaterialets, vil der forekomme elektrisk neutralisering.
Fordele: bekvem behandling, lave omkostninger og åbenlys antistatisk effekt.
Ulemper: Den antistatiske ydeevne er meget afhængig af den miljømæssige fugtighed. Når luftfugtigheden er lav (RH<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
anden fase
Tilføj antistatisk middel inde i fiberen for at modificere fiberen.
En antistatisk middelkomponent tilsættes inde i basispolymeren, blandet eller copolymeriseret med basispolymeren, og en sammensat spindemetode bruges til at lave en hav-ø eller en hud-kernekomposit antistatisk fiber. Ø-fasen eller kernen er en polymer, der indeholder et antistatisk middel, og den grundlæggende polymer som den marine fase eller huden er fiberens hovedlegeme, som beskytter den hydrofile gruppe af polymeren og påtager sig fiberens grundlæggende funktion. Antistatiske midler inde i antistatiske fibre er for det meste polære eller ioniske overfladeaktive stoffer. Dens molekylære struktur har også hydrofile grupper og hydrofobe grupper. Hydrofobe grupper har en vis kompatibilitet med basiske polymerer, mens hydrofile grupper gør dem hygroskopiske.
Antistatisk mekanisme af antistatisk fiber: Den hydrofile gruppe indeholdt i det antistatiske middel inde i fiberen kan migrere til fiberens overfladelag og danne en vandfilm. Vandfilmen absorberer vanddamp i atmosfæren for at forbedre fiberens dielektriske funktion, reducere fiberens overfladespecifikke modstand og accelerere lækagen af netto elektrostatisk ladning.
Fordele: Fordi det antistatiske middel er inde i basispolymeren, er dets holdbarhed bedre.
Ulemper: Antistatisk middels funktion afhænger af dets hygroskopicitet, som er bestemt til at afhænge af den miljømæssige fugtighed. Under lav luftfugtighed (RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
Den tredje fase
Metalfiber og ledende materiale overfladebelægningstrin.
1. Metal ledende fiber: Den ledende fiber er lavet ved at bruge metals fremragende ledende egenskaber, hvilket gør den til den tidligste og ægte ledende fiber. Dens resistivitet kan nå 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Almindeligvis anvendte metaller til metalfibre er: rustfrit stål, kobber, aluminium, nikkel, guld, sølv osv. På nuværende tidspunkt er de mest udbredte 304, 304L og 316, 316L rustfri stålfibre. Den vigtigste produktionsmetode er den direkte strækningsmetode. Metalvalset strækkes gentagne gange gennem matricen for at producere fibre med en diameter på 4 til 10 μm (i øjeblikket har den tyndeste nået mindre end 1 μm), med en brudstyrke på 5 til 15 cN/dtex og en brudforlængelse på 3,0 til 5,0 %. Rustfri stålfiber har fremragende holdbarhed, termisk ledningsevne, bøjningsmodstand, slidstyrke og strålingsbeskyttelse. Når metalfiberindholdet er større end 0,5%, har stoffet visse antistatiske egenskaber. 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 antistatiske egenskaber
Bemærk: Den elektriske ledningsevne af rustfri stålfiber stiger med stigningen i finheden, når finheden er mindre end 8μm, falder den med stigningen i finheden. Ulemper: fiberen er stiv, sammenhængskraften er lidt dårligere, farvbarheden er dårlig, og fiberprisen er højere.
2. Ledende fiber belagt på overfladen af ledende materiale:
Denne fiber er repræsenteret af den kulsorte overflade-belagte ledende fiber, som først blev udviklet af det tyske BASF-firma i 1960'erne. Produktionsmetoden er at belægge og fiksere metal, kulstof, ledende polymer og andre ledende stoffer på overfladen af almindelige fibre gennem fysiske og kemiske metoder. De ledende komponenter i denne fiber er fordelt på fiberens overflade, så den antistatiske effekt er god, men i brugsprocessen er det ledende stof let at falde af, så den ledende ydeevne går tabt.
Den fjerde fase
Komposit ledende fibertrin.
I 1975 brugte DuPont komposit-spinningsteknologi til at fremstille ledende kompositfibre, der indeholdt kønrøg ledende kerne -Antron (Antron III). Som et resultat har store kemiske fibervirksomheder påbegyndt forskning og udvikling af kompositfibre, der bruger carbon black som en ledende komponent. Monsanto har udviklet ledende fibre side--, Japan Bell Textile har udviklet ledende fibre i nylon, Unijica, Kuraray og Toyobo har successivt udviklet ledende kompositfibre. I denne periode er den ledende carbon black-kompositfiber blevet stærkt udviklet. I slutningen af 1980'erne nåede Japans årlige produktion op på 200 tons. Fordi carbon black komposit ledende fiber bruger carbon black som den ledende komponent, er fiberen normalt sort grå, hvilket begrænser anvendelsesområdet.
Udseendet af carbon black sammensatte ledende fibre har fremmet udviklingen og produktionen af indlagte antistatiske stoffer.
Den femte etape
Udviklingsstadiet for blegning af ledende fibre.
I 1980'erne blev blegningsforskningen af ledende fibre startet. En almindelig metode er at bruge sulfider, iodider eller oxider af metaller såsom kobber, sølv, nikkel og cadmium til at blande eller sammensætte spin med almindelige polymerer for at lave ledende fibre. For eksempel den ledende fiber lavet af CuS ledende lag ved kemisk reaktion; den ledende fiber T-25 fremstillet af Teijin Company og indeholdende CuI; den ledende fiber indeholdende Zn0 fremstillet af Zhongfang Company; virksomhederne som Unijka lavede også hvide ledende fibre. Ydeevnen af hvide ledende fibre, der bruger metalforbindelser eller oxider som ledende materialer, er ikke så god som ledende fibre af carbon black-komposit, men deres anvendelse er ikke begrænset af farve.
Sjette etape
F & U-stadiet af polymer ledende fiber
Den ledende polymerfiber er en iboende ledende polymerfiber fremstillet ved doping af et polymermateriale. Såsom polypyrrol, polythiophen, polyanilin og andre polymermaterialer. Disse iboende ledende polymerer har høj ledningsevne (op til 10¯³~10¯²s/cm).
Der er gjort nogle opmuntrende fremskridt i forskningen af sådanne materialer. Men der er stadig nogle vanskeligheder i praktisk anvendelse, primært på grund af dårlig behandlingsydelse. Derudover er forskning i superledningsevne af polymerer i ind- og udland også i gang. Forskning i elektronisk informations intelligente tekstiler 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 lille. De fleste af de nødvendige ledende fibre importeres. Den tidligste indenlandske forskning og udvikling af metalfibre er videnskabelige forskningsinstitutioner såsom Lanzhou Institute of Mining and Metallurgy 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 Yousi fra Academy of Textile Sciences. Den nuværende teknologi er relativt moden. Der er også en hel del indenlandske universiteter, videnskabelige forskningsinstitutioner og nogle store virksomheder, der med succes har udviklet en række organiske ledende fibre og hvide ledende fibre.
Såsom: kobber-belagt, nikkel-belagt metalpolyester ledende fiber, kobberiodid ledende akrylfiber, ledende fiber lavet af kobberiodid polyester blandet garn, carbon black kompositfiber osv. Med hensyn til produktionsteknologien af hvide ledende fibre har indenlandske virksomheder med succes udviklet ø-type-fiberteknologi og så videre. Generelt er der stadig et vist hul med det avancerede udenlandske niveau, såsom produktkvalitet og stabilitet.
