Första etappen
Ytbehandlingssteg av fiber eller tyg med hygroskopiskt antistatiskt medel.
Vatten har en mycket hög elektrisk ledningsförmåga. Så länge som en liten mängd vatten absorberas kan polymerens ledningsförmåga förbättras avsevärt. Vatten kan tillhandahålla ett överföringsmedium för elektriska laddningar och främja rörelsen av joner till den motsatta elektroden, och när vattnet minskar kan det fyllas på från atmosfären. Med användning av denna egenskap hos vatten har en serie antistatiska medel utvecklats. Antistatiska medel är ytaktiva ämnen med hydrofila och hydrofoba grupper. Den hydrofoba gruppen pekar på fibermaterialets yta, adsorberar på fasgränsytan och ändrar fasgränsytans tillstånd; den hydrofila gruppen pekar mot utrymmet och absorberar fukt i atmosfären.
Antistatiska medel har vanligtvis dessa typer av effekter på ytan av fibrer och deras produkter:
1. Hygroskopisk effekt: en kontinuerlig monomolekylär vattenfilm bildas på ytan av fibermaterialet.
2. Effekten av att reducera specifik resistans: Vattenfilmen på fibermaterialets yta förbättrar fibermaterialets dielektriska koefficient och reducerar därigenom effektivt den ytspecifika resistansen.
3. Förbättra jonledningsförmågan: öka jonkoncentrationen på fibermaterialets yta och förbättra konduktiviteten hos joner (inklusive protoner) i vattenånga.
4. Främja upplösningen av elektrolyt: tillhandahåll en plats för upplösning av koldioxid i luften och elektrolyten som finns i fibermaterialet.
5. Elektrisk neutralisering: När laddningstecknet för det antistatiska medlet är motsatt det för fibermaterialet, kommer elektrisk neutralisering att inträffa.
Fördelar: bekväm bearbetning, låg kostnad och uppenbar antistatisk effekt.
Nackdelar: Den antistatiska prestandan är mycket beroende av omgivningens luftfuktighet. När luftfuktigheten är låg (RH<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
andra etappen
Lägg till antistatiskt medel inuti fibern för att modifiera fibern.
En antistatisk medelkomponent tillsätts inuti den grundläggande polymeren, blandad eller sampolymeriserad med den grundläggande polymeren, och en kompositspinningsmetod används för att göra en havs-ö eller hud-kompositfiber med antistatisk kärna. Öfasen eller kärnan är en polymer som innehåller ett antistatiskt medel, och den grundläggande polymeren som den marina fasen eller huden är huvuddelen av fibern, som skyddar den hydrofila gruppen av polymeren och antar fiberns grundläggande funktion. Antistatiska medel inuti antistatiska fibrer är mestadels polära eller joniska ytaktiva ämnen. Dess molekylära struktur har också hydrofila grupper och hydrofoba grupper. Hydrofoba grupper har viss kompatibilitet med basiska polymerer, medan hydrofila grupper gör dem hygroskopiska.
Antistatisk mekanism för antistatisk fiber: Den hydrofila gruppen som finns i det antistatiska medlet inuti fibern kan migrera till fiberns ytskikt och bilda en vattenfilm. Vattenfilmen absorberar vattenånga i atmosfären för att förbättra fiberns dielektriska funktion, minska fiberns ytspecifika motstånd och påskynda läckaget av nettoelektrostatisk laddning.
Fördelar: Eftersom det antistatiska medlet finns inuti grundpolymeren är dess hållbarhet bättre.
Nackdelar: Antistatiskt medels funktion beror på dess hygroskopicitet, som är avsett att bero på luftfuktigheten i omgivningen. Under låg luftfuktighet (RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
Den tredje etappen
Metallfiber och ledande material ytbeläggning steg.
1. Metallledande fiber: Den ledande fibern är gjord genom att använda metallens utmärkta ledande egenskaper, 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. För närvarande är de mest använda fibrerna 304, 304L och 316, 316L rostfria stålfibrer. Den huvudsakliga produktionsmetoden är den direkta sträckningsmetoden. Metallvalstråden sträcks upprepade gånger genom formen för att producera fibrer med en diameter på 4 till 10 μm (för närvarande har den tunnaste nått mindre än 1 μm), med en brotthållfasthet på 5 till 15 cN/dtex och en brottförlängning på 3,0 till 5,0 %. Fiber av rostfritt stål har utmärkt hållbarhet, värmeledningsförmåga, böjmotstånd, slitstyrka och strålningsskydd. När metallfiberhalten är större än 0,5 % har tyget vissa antistatiska egenskaper. När metallfiberhalten 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 antistatiska egenskaper
Notera: Den elektriska ledningsförmågan hos rostfria stålfibrer ökar med ökningen av finheten, när finheten är mindre än 8μm, minskar den med ökningen av finheten. Nackdelar: fibern är styv, sammanhållningen är något sämre, färgbarheten är dålig och fiberpriset är högre.
2. Ledande fiber belagd på ytan av ledande material:
Denna fiber representeras av den kimröksyta-belagda ledande fibern som först utvecklades av det tyska BASF-företaget på 1960-talet. Produktionsmetoden är att belägga och fixera metall, kol, ledande polymer och andra ledande ämnen 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 i användningsprocessen är det ledande ämnet lätt att falla av, så att den ledande prestandan går förlorad.
Fjärde etappen
Komposit ledande fibersteg.
1975 använde DuPont kompositspinningsteknik för att tillverka ledande kompositfiber som innehöll kimröksledande kärna -Antron (Antron III). Som ett resultat har stora kemiska fiberföretag börjat forskning och utveckling av kompositfibrer som använder kimrök som en ledande komponent. Monsanto har utvecklat ledande fibrer sida--, Japan Bell Textile har utvecklat ledande nylonfibrer, Unijica, Kuraray och Toyobo har successivt utvecklat ledande kompositfibrer. Under denna period har den ledande kimrökskompositfibern utvecklats kraftigt. I slutet av 1980-talet nådde Japans årliga produktion 200 ton. Eftersom kimrök kompositfiber använder kimrök som ledande komponent, är fibern vanligtvis svartgrå, vilket begränsar tillämpningsområdet.
Utseendet på ledande kimrökskompositfibrer har främjat utvecklingen och produktionen av inlagda antistatiska tyger.
Den femte etappen
Utvecklingsstadiet för blekning av ledande fibrer.
På 1980-talet startades blekningsforskningen av ledande fibrer. En vanlig metod är att använda sulfider, jodider eller oxider av metaller som koppar, silver, nickel och kadmium för att blanda eller sammansatt spinna med vanliga polymerer för att göra ledande fibrer. Till exempel den ledande fibern gjord av CuS ledande skikt genom kemisk reaktion; den ledande fibern T-25 tillverkad av Teijin Company och innehållande CuI; den ledande fibern innehållande Zn0 tillverkad av Zhongfang Company; företagen som Unijka tillverkade också vit ledande fiber. Prestandan hos vita ledande fibrer som använder metallföreningar eller oxider som ledande material är inte lika bra som kimrökskompositfibrer, men deras tillämpning begränsas inte av färg.
Sjätte etappen
FoU-stadiet av polymer ledande fiber
Den ledande polymerfibern är en ledande polymerfiber som tillverkas genom dopning av ett polymermaterial. Såsom polypyrrol, polytiofen, polyanilin och andra polymermaterial. Dessa inneboende ledande polymerer har hög konduktivitet (upp till 10¯³~10¯²s/cm).
Vissa uppmuntrande framsteg har gjorts i forskningen om sådana material. Men det finns fortfarande vissa svårigheter i praktisk tillämpning, främst på grund av dålig bearbetningsprestanda. Dessutom pågår forskning om supraledning hos polymerer hemma och utomlands. Forskning om elektronisk informations intelligenta textilier pågår också.
Inhemsk forskning och utveckling av ledande fibrer är relativt sent ute. På 1980-talet började den inhemska produktionen av metallfiber och kolfiber, men produktionen var liten. De flesta av de ledande fibrerna som krävs importeras. Den tidigaste inhemska forskningen och utvecklingen av metallfibrer är vetenskapliga forskningsinstitutioner som Lanzhou Institute of Mining and Metallurgy och vissa företag, som 540-fabriken i Xinxiang. Den inhemska forskningen och utvecklingen av ledande kimrökskompositfibrer inkluderar Wuxi Textile Research Institute och China Textile Yousi från Academy of Textile Sciences. Den nuvarande tekniken är relativt mogen. Det finns också en hel del inhemska universitet, vetenskapliga forskningsinstitutioner och några stora företag som framgångsrikt har utvecklat en mängd olika organiska ledande fibrer och vita ledande fibrer.
Såsom: koppar-pläterad, nickel-pläterad metallpolyester ledande fiber, kopparjodid ledande akrylfiber, ledande fiber gjord av kopparjodid polyester blandat garn, kimrök kompositfiber, etc. När det gäller produktionstekniken för vita ledande fibrer har inhemska företag framgångsrikt utvecklat ö{3}}fiberteknik och så vidare. I allmänhet finns det fortfarande en viss klyfta med den avancerade utländska nivån, såsom produktkvalitet och stabilitet.
