Första etappen
Använd hygroskopiskt antistatiskt medel för att utföra ytbehandlingsstadiet på fiber eller tyg.
Vatten har en hög elektrisk ledningsförmåga. Så länge som en liten mängd vatten absorberas kan polymerens ledningsförmåga förbättras avsevärt. Vatten kan tillhandahålla ett överföringsmedium för laddning, främja rörelsen av joner till den motsatta elektroden, och när vattnet reduceras kan det fyllas på från atmosfären. Med användning av denna egenskap hos vatten har en serie antistatiska medel utvecklats. Det antistatiska medlet är ett ytaktivt ämne med en hydrofil grupp och en hydrofob grupp. Den hydrofoba gruppen pekar på fibermaterialets yta, adsorberar på fasgränsytan och ändrar fasgränsytans tillstånd; den hydrofila gruppen pekar mot utrymmet och absorberar vattenånga i atmosfären.
Antistatiska medel har i allmänhet följande funktioner på ytan av fibrer och deras produkter:
1. Fuktabsorption: en kontinuerlig monomolekylär vattenfilm bildas på ytan av fibermaterialet.
2. Minskning av specifik resistans: Vattenfilmen på fibermaterialets yta ökar fibermaterialets dielektriska koefficient och reducerar därigenom effektivt dess ytspecifika resistans.
3. Förbättra jonledningsförmågan: öka jonkoncentrationen på fibermaterialets yta och förbättra dess jonledningsförmåga (inklusive proton) i vattenånga.
4. Främja elektrolytupplösning: Det ger en plats för upplösning av koldioxid i luften och elektrolyter i fibermaterial.
5. Elektrisk neutralisering: När laddningstecknet för det antistatiska medlet är motsatt det för fibermaterialet, kommer det att producera elektrisk neutralisering.
Fördelar: bekväm bearbetning, låg kostnad och uppenbar antistatisk effekt.
Nackdelar: Den antistatiska prestandan är mycket beroende av omgivningens luftfuktighet. Vid låg luftfuktighet (RH<40%), its antistatic performance is lost and its durability is poor.
andra etappen
Lägg till antistatiskt medel inuti fibern för att modifiera fibern.
En antistatisk medelkomponent läggs till den grundläggande polymeren, blandad eller sampolymeriserad med den grundläggande polymeren, och en havs-ö eller mantel-kärnkomposit antistatisk fiber tillverkas med en kompositspinningsmetod. Öfasen eller kärndelen är en polymer som innehåller ett antistatiskt medel, och den grundläggande polymeren som havsfasen eller huddelen är fiberns huvuddel, som skyddar den hydrofila grupppolymeren och antar fiberns grundläggande funktion. Det antistatiska medlet inuti den antistatiska fibern är mestadels polärt eller joniskt ytaktivt ämne. Dess molekylära struktur har också hydrofila grupper och hydrofoba grupper. Den hydrofoba gruppen har en viss grad av kompatibilitet med den grundläggande polymeren, medan den hydrofila gruppen gör att den har en viss grad av hygroskopicitet.
Antistatisk mekanism för antistatisk fiber: Den hydrofila gruppen som finns i det antistatiska medlet inuti fibern kan migrera till fiberns yta och bilda en vattenfilm. Vattenfilmen absorberar atmosfärisk vattenånga för att öka fiberns dielektrikum. Funktion för att minska fiberns ytspecifika motstånd och påskynda läckaget av elektrostatisk nettoladdning.
Fördelar: Eftersom det antistatiska medlet finns inuti grundpolymeren är dess hållbarhet bättre.
Nackdelar: Effekten av antistatiskt medel beror på dess hygroskopicitet, vilket är dömt till dess beroende av luftfuktighet. Under låg luftfuktighet (RH<40%) conditions, it will lose its antistatic performance. The dosage is large.
Den tredje etappen
Metallfiber och ledande material ytbeläggning steg.
1. Metallledande fiber: Den ledande fibern är gjord genom att använda metallens utmärkta ledningsförmåga, vilket gör den till den tidigaste och sanna ledande fibern. Dess resistivitet kan nå 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Vanligt använda metaller för metallfibrer är: rostfritt stål, koppar, aluminium, nickel, guld, silver, etc. De mest använda är 304, 304L och 316, 316L rostfria stålfibrer. Den huvudsakliga produktionsmetoden är den direkta ritningsmetoden. Metalltråden sträcks upprepade gånger genom formen för att bilda en fiber med en diameter på 4-10μm (för närvarande är den tunnaste mindre än 1μm), brotthållfastheten är 5-15cN/dtex, och brotttöjningen är 3,0-5,0%. Fiber av rostfritt stål har utmärkt hållbarhet, värmeledningsförmåga, böjmotstånd, nötningsbeständighet och strålningsbeständighet. När metallfiberhalten är större än 0,5 % har tyget vissa antistatiska egenskaper, och när metallfiberinnehållet är 2 till 5 % har tyget goda antistatiska egenskaper. När metallfiberhalten är större än 8% har tyget inte bara antistatiska egenskaper utan har också vissa elektromagnetiska vågavskärmande egenskaper.
Metallfiberinnehåll och anti-statisk egenskap
Notera: Den elektriska ledningsförmågan hos fibrer av rostfritt stål ökar med ökad finhet. När finheten är mindre än 8μm, minskar den med ökningen av finheten. Nackdelar: fibern är styvare, kohesionskraften är något sämre, färgbarheten är dålig och fiberpriset är högre.
2. Ytan av ledande material är belagd med ledande fiber:
Denna fiber representeras av den kimröksyta-belagda ledande fibern som först utvecklades av BASF i Tyskland på 1960-talet. Produktionsmetoden är att belägga och fixera metall, kol, ledande polymer och andra ledande material på ytan av vanliga fibrer genom fysikaliska och kemiska metoder. De ledande komponenterna i denna fiber är fördelade på fiberns yta, så den antistatiska effekten är bra, men under användningsprocessen är det ledande materialet lätt att falla av och den ledande prestandan går förlorad.
Fjärde etappen
Komposit ledande fibersteg.
1975 använde DuPont kompositspinningsteknik för att tillverka ledande kompositfiber med ledande kimrökskärna -Antron III. Som ett resultat har stora kemiska fiberföretag börjat forska och utveckla kompositfibrer med kimrök som den ledande komponenten. Monsanto har utvecklat ledande fibrer sida--, Kanebo har utvecklat ledande nylonfibrer och Unijika, Kuraray och Toyobo har successivt utvecklat ledande kompositfibrer. Under denna period utvecklades den ledande kimrökskompositfibern kraftigt. I slutet av 1980-talet nådde Japans årliga produktion 200 ton. Eftersom den ledande kimrökskompositfibern använder kimrök som den ledande komponenten, är fibern vanligtvis mörkgrå, vilket begränsar tillämpningsområdet.
Framväxten av ledande kimrökskompositfibrer främjar utvecklingen och produktionen av inlagda antistatiska tyger.
Femte etappen
Utvecklingsstadiet för blekning av ledande fibrer.
På 1980-talet startades forskningsarbete kring blekning av ledande fibrer. Den vanliga metoden är att använda koppar, silver, nickel och kadmium och andra metallsulfider, jodider eller oxider och vanliga polymerer för att blanda eller kompositspinning för att göra ledande fibrer. Till exempel är den ledande fibern i det ledande CuS-skiktet gjord genom kemisk reaktion; den ledande fibern T-25 innehållande CuI är tillverkad av Teijin Co., Ltd.; den ledande fibern som innehåller ZnO är tillverkad av Kanebo Co., Ltd.; Unijika och andra företag har också tillverkat vit ledande fiber. Prestandan hos vita ledande fibrer som använder metallföreningar eller oxider som ledande material är inte lika bra som för kimrökskompositfibrer, men dess tillämpning begränsas inte av färg.
Sjätte etappen
Utvecklingsstadiet för polymer ledande fiber.
Polymer ledande fiber är en inneboende polymer ledande fiber tillverkad av dopning av polymermaterial. Såsom polypyrrol, polytiofen, polyanilin och andra polymermaterial. Dessa i sig ledande polymerer har hög konduktivitet (upp till 10¯³~10¯²s/cm).
Forskning om denna typ av material har gjort vissa uppmuntrande framsteg. Det finns dock fortfarande vissa svårigheter i praktisk tillämpning, främst på grund av dålig bearbetningsprestanda. Dessutom pågår forskning om supraledning hos polymerer hemma och utomlands. Forskningsarbete om elektronisk informations intelligenta textilier pågår också.
Inhemskt forsknings- och utvecklingsarbete om ledande fibrer är relativt sent. På 1980-talet började inhemsk produktion av metallfiber och kolfiber, men produktionen var relativt liten. De flesta av de ledande fibrerna som behövs beror på import. Den tidigaste inhemska forskningen och utvecklingen av metallfibrer är Lanzhou Research Institute of Mining and Metallurgy och andra vetenskapliga forskningsinstitutioner och vissa företag, såsom 540-fabriken i Xinxiang. Den inhemska forskningen och utvecklingen av ledande kimrökskompositfibrer inkluderar Wuxi Textile Research Institute och China Textile Excellent Silk of Textile Academy. Den nuvarande processtekniken är relativt mogen. Ett stort antal inhemska universitet och vetenskapliga forskningsinstitutioner och några stora företag har också framgångsrikt utvecklat en mängd organiska ledande fibrer och vita ledande fibrer.
Såsom: metallpolyester ledande fiber belagd med koppar och nickel på ytan, ledande akrylfiber av kopparjodid, ledande fiber tillverkad av kopparjodid polyester blandad spinning, kimrök kompositfiber, etc. I produktionstekniken för vit ledande fiber har vissa inhemska företag framgångsrikt utvecklat havs-öfiberteknologi och så vidare. Generellt sett finns det fortfarande ett visst gap med utländsk avancerad nivå, såsom i produktkvalitet och stabilitet.
