Den første etappen
Bruk hygroskopisk antistatisk middel for å utføre overflatebehandlingsfasen på fiber eller stoff.
Vann har høy elektrisk ledningsevne. Så lenge en liten mengde vann absorberes, kan ledningsevnen til polymeren forbedres betydelig. Vann kan gi et overføringsmedium for ladning, fremme bevegelsen av ioner til den motsatte elektroden, og når vannet reduseres, kan det fylles på fra atmosfæren. Ved å bruke denne egenskapen til vann er det utviklet en serie antistatiske midler. Det antistatiske middel er et overflateaktivt middel med en hydrofil gruppe og en hydrofob gruppe. Den hydrofobe gruppen peker på overflaten av fibermaterialet, adsorberer på fasegrensesnittet og endrer tilstanden til fasegrensesnittet; den hydrofile gruppen peker mot rommet og absorberer vanndamp i atmosfæren.
Antistatiske midler har vanligvis følgende funksjoner på overflaten av fibre og deres produkter:
1. Fuktighetsabsorpsjon: en kontinuerlig monomolekylær vannfilm dannes på overflaten av fibermaterialet.
2. Redusere spesifikk motstand: Vannfilmen på overflaten av fibermaterialet øker den dielektriske koeffisienten til fibermaterialet, og reduserer derved effektivt dens overflatespesifikke motstand.
3. Forbedre ioneledningsevnen: øke ionekonsentrasjonen på overflaten av fibermaterialet og forbedre dets ioneledningsevne (inkludert proton) i vanndamp.
4. Fremme elektrolyttoppløsning: Det gir et sted for oppløsning av karbondioksid i luften og elektrolytter i fibermaterialer.
5. Elektrisk nøytralisering: Når ladningstegnet til det antistatiske middelet er motsatt av fibermaterialet, vil det gi elektrisk nøytralisering.
Fordeler: praktisk behandling, lav pris og åpenbar antistatisk effekt.
Ulemper: Den antistatiske ytelsen er veldig avhengig av miljøfuktigheten. Ved lav luftfuktighet (RH<40%), its antistatic performance is lost and its durability is poor.
andre trinn
Legg til antistatisk middel inne i fiberen for å modifisere fiberen.
En antistatisk middelkomponent tilsettes i basispolymeren, blandet eller kopolymerisert med basispolymeren, og en sjø-øy eller kappe-kjerne sammensatt antistatisk fiber lages ved hjelp av en komposittspinningsmetode. Øyfasen eller kjernedelen er en polymer som inneholder et antistatisk middel, og den grunnleggende polymeren som havfasen eller huddelen er hoveddelen av fiberen, som beskytter den hydrofile gruppepolymeren og antar fiberens grunnleggende funksjon. Det antistatiske midlet inne i den antistatiske fiberen er for det meste polart eller ionisk overflateaktivt middel. Dens molekylære struktur har også hydrofile grupper og hydrofobe grupper. Den hydrofobe gruppen har en viss grad av kompatibilitet med basispolymeren, mens den hydrofile gruppen gjør at den har en viss grad av hygroskopisitet.
Antistatisk mekanisme for antistatisk fiber: Den hydrofile gruppen i det antistatiske middelet inne i fiberen kan migrere til overflaten av fiberen og danne en vannfilm. Vannfilmen absorberer atmosfærisk vanndamp for å øke fiberens dielektrikum. Funksjon for å redusere den overflatespesifikke motstanden til fiberen og akselerere lekkasjen av netto elektrostatisk ladning.
Fordeler: Siden det antistatiske middelet er inne i basispolymeren, er holdbarheten bedre.
Ulemper: Effekten av antistatisk middel avhenger av dets hygroskopisitet, som er dømt til dets avhengighet av miljøfuktighet. Under lav luftfuktighet (RH<40%) conditions, it will lose its antistatic performance. The dosage is large.
Den tredje fasen
Metallfiber og ledende materiale overflatebelegg stadium.
1. Metallledende fiber: Den ledende fiberen er laget ved å bruke den utmerkede ledningsevnen til metall, noe som gjør den til den tidligste og ekte ledende fiberen. Resistiviteten kan nå 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Vanlig brukte metaller for metallfibre er: rustfritt stål, kobber, aluminium, nikkel, gull, sølv, etc. De mest brukte er 304, 304L og 316, 316L rustfrie stålfibre. Hovedproduksjonsmetoden er den direkte tegnemetoden. Metalltråden strekkes gjentatte ganger gjennom dysen for å danne en fiber med en diameter på 4-10μm (for tiden er den tynneste mindre enn 1μm), bruddstyrken er 5-15cN/dtex, og bruddforlengelsen er 3,0-5,0%. Fiber av rustfritt stål har utmerket holdbarhet, varmeledningsevne, bøyemotstand, slitestyrke og strålingsmotstand. Når metallfiberinnholdet er større enn 0,5 %, har stoffet visse antistatiske egenskaper, og når metallfiberinnholdet er 2 til 5 %, har stoffet gode antistatiske egenskaper. Når metallfiberinnholdet er større enn 8%, har stoffet ikke bare antistatiske egenskaper, men har også visse elektromagnetiske bølgeskjermingsegenskaper.
Metallfiberinnhold og anti-statisk egenskap
Merk: Den elektriske ledningsevnen til fiber av rustfritt stål øker med økningen i finhet. Når finheten er mindre enn 8μm, avtar den med økningen i finheten. Ulemper: fiberen er stivere, kohesjonskraften er litt dårligere, fargebarheten er dårlig og fiberprisen er høyere.
2. Overflaten av ledende materiale er belagt med ledende fiber:
Denne fiberen er representert av den karbonsvarte overflatebelagte-ledende fiberen som ble utviklet av BASF i Tyskland på 1960-tallet. Produksjonsmetoden er å belegge og feste metall, karbon, ledende polymer og andre ledende materialer på overflaten av vanlige fibre gjennom fysiske og kjemiske metoder. De ledende komponentene til denne fiberen er fordelt på overflaten av fiberen, så den antistatiske effekten er god, men i bruksprosessen er det ledende materialet lett å falle av og den ledende ytelsen går tapt.
Fjerde trinn
Kompositt ledende fibertrinn.
I 1975 brukte DuPont komposittspinningsteknologi for å lage ledende komposittfiber med ledende kjerne av carbon black -Antron III. Som et resultat har store kjemiske fiberselskaper begynt å forske på og utvikle komposittfibre med kjønrøk som den ledende komponenten. Monsanto har utviklet ledende-side-side, Kanebo har utviklet ledende fibre av nylon, og Unijika, Kuraray og Toyobo har suksessivt utviklet ledende komposittfibre. I løpet av denne perioden ble den ledende carbon black-komposittfiberen sterkt utviklet. På slutten av 1980-tallet nådde Japans årlige produksjon 200 tonn. Fordi carbon black kompositt ledende fiber bruker carbon black som den ledende komponenten, er fiberen vanligvis mørkegrå, noe som begrenser anvendelsesområdet.
Fremveksten av ledende karbon-svart komposittfibre fremmer utvikling og produksjon av innlagte antistatiske stoffer.
Femte etappe
Utviklingsstadiet for bleking av ledende fiber.
På 1980-tallet ble det startet forskningsarbeid på bleking av ledende fibre. Den vanlige metoden er å bruke kobber, sølv, nikkel og kadmium og andre metallsulfider, jodider eller oksider og vanlige polymerer for å blande eller komposittspinning for å lage ledende fibre. For eksempel er den ledende fiberen i det ledende CuS laget ved kjemisk reaksjon; den ledende fiberen T-25 som inneholder CuI er laget av Teijin Co., Ltd.; den ledende fiberen som inneholder Zn0 er laget av Kanebo Co., Ltd.; Unijika og andre selskaper har også laget hvit ledende fiber. Ytelsen til hvite ledende fibre som bruker metallforbindelser eller oksider som ledende materialer, er ikke like god som til ledende karbon-svart komposittfibre, men bruken er ikke begrenset av farge.
Sjette etappe
Utviklingsstadiet av polymer ledende fiber.
Polymer ledende fiber er en iboende polymer ledende fiber laget av doping av polymermaterialer. Slik som polypyrrol, polytiofen, polyanilin og andre polymermaterialer. Disse iboende ledende polymerene har høy ledningsevne (opptil 10¯³~10¯²s/cm).
Forskning på denne typen materiale har gjort noen oppmuntrende fremskritt. Imidlertid er det fortsatt noen vanskeligheter med praktisk anvendelse, hovedsakelig på grunn av dårlig behandlingsytelse. I tillegg pågår forskning på superledningsevnen til polymerer i inn- og utland. Forskningsarbeid på intelligente tekstiler av elektronisk informasjon pågår også.
Innenlandsk forskning og utviklingsarbeid på ledende fibre er relativt sent ute. På 1980-tallet startet innenlandsk produksjon av metallfiber og karbonfiber, men produksjonen var relativt liten. De fleste av de ledende fibrene som trengs er avhengig av import. Den tidligste innenlandske forskningen og utviklingen av metallfibre er Lanzhou Research Institute of Mining and Metallurgy og andre vitenskapelige forskningsinstitusjoner og noen bedrifter, for eksempel 540-fabrikken i Xinxiang. Den innenlandske forskningen og utviklingen av ledende carbon black-komposittfibre inkluderer Wuxi Textile Research Institute og China Textile Excellent Silk of Textile Academy. Dagens prosessteknologi er relativt moden. Et betydelig antall innenlandske universiteter og vitenskapelige forskningsinstitusjoner og noen store bedrifter har også med suksess utviklet en rekke organiske ledende fibre og hvite ledende fibre.
Som for eksempel: metallpolyester ledende fiber belagt med kobber og nikkel på overflaten, ledende akrylfiber av kobberjodid, ledende fiber laget av kobberjodid polyester blandet spinning, carbon black komposittfiber, etc. I produksjonsteknologien for hvit ledende fiber har noen innenlandske bedrifter med suksess utviklet hav-øyfiberteknologi og så videre. Generelt sett er det fortsatt et visst gap med utenlandsk avansert nivå, for eksempel i produktkvalitet og stabilitet.
