Den første etappen
Overflatebehandlingsstadiet av fiber eller stoff med hygroskopisk antistatisk middel.
Vann har en veldig høy elektrisk ledningsevne. Så lenge en liten mengde vann absorberes, kan ledningsevnen til polymeren forbedres betydelig. Vann kan gi et overføringsmedium for elektriske ladninger og fremme bevegelsen av ioner til den motsatte elektroden, og når vannet avtar, kan det fylles på fra atmosfæren. Ved å bruke denne egenskapen til vann er det utviklet en serie antistatiske midler. Antistatiske midler er overflateaktive stoffer med hydrofile og hydrofobe grupper. Den hydrofobe gruppen peker på overflaten av fibermaterialet, adsorberer på fasegrensesnittet og endrer tilstanden til fasegrensesnittet; den hydrofile gruppen peker mot rommet og absorberer fuktighet i atmosfæren.
Antistatiske midler har vanligvis denne typen effekter på overflaten av fibre og deres produkter:
1. Hygroskopisk effekt: en kontinuerlig monomolekylær vannfilm dannes på overflaten av fibermaterialet.
2. Effekten av å redusere spesifikk motstand: Vannfilmen på overflaten av fibermaterialet forbedrer den dielektriske koeffisienten til fibermaterialet, og reduserer derved effektivt den overflatespesifikke motstanden.
3. Forbedre ioneledningsevnen: øk ionekonsentrasjonen på overflaten av fibermaterialet, og forbedre ledningsevnen til ioner (inkludert protoner) i vanndamp.
4. Fremme oppløsningen av elektrolytt: gi et sted for oppløsning av karbondioksid i luften og elektrolytten som finnes i fibermaterialet.
5. Elektrisk nøytralisering: Når ladningstegnet til det antistatiske middelet er motsatt av fibermaterialet, vil elektrisk nøytralisering oppstå.
Fordeler: praktisk behandling, lav pris og åpenbar antistatisk effekt.
Ulemper: Den antistatiske ytelsen er veldig avhengig av miljøfuktigheten. Når luftfuktigheten er lav (RH<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
andre trinn
Legg til antistatisk middel inne i fiberen for å modifisere fiberen.
En antistatisk middelkomponent tilsettes inne i basispolymeren, blandet eller kopolymerisert med basispolymeren, og en komposittspinningsmetode brukes til å lage en hav-øy eller hud-kjernekompositt antistatisk fiber. Øyfasen eller kjernen er en polymer som inneholder et antistatisk middel, og den grunnleggende polymeren som marin fase eller hud er hoveddelen av fiberen, som beskytter den hydrofile gruppen av polymeren og overtar den grunnleggende funksjonen til fiberen. Antistatiske midler inne i antistatiske fibre er for det meste polare eller ioniske overflateaktive stoffer. Dens molekylære struktur har også hydrofile grupper og hydrofobe grupper. Hydrofobe grupper har en viss kompatibilitet med basiske polymerer, mens hydrofile grupper gjør dem hygroskopiske.
Antistatisk mekanisme for antistatisk fiber: Den hydrofile gruppen i det antistatiske middelet inne i fiberen kan migrere til overflatelaget av fiberen og danne en vannfilm. Vannfilmen absorberer vanndamp i atmosfæren for å forbedre fiberens dielektriske funksjon, redusere den overflatespesifikke motstanden til fiberen og akselerere lekkasjen av netto elektrostatisk ladning.
Fordeler: Fordi det antistatiske middelet er inne i basispolymeren, er dets holdbarhet bedre.
Ulemper: Funksjonen til antistatisk middel avhenger av dets hygroskopisitet, som er bestemt til å avhenge av miljøfuktigheten. Under lav luftfuktighet (RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
Den tredje fasen
Metallfiber og ledende materiale overflatebelegg stadium.
1. Metallledende fiber: Den ledende fiberen er laget ved å bruke de utmerkede ledende egenskapene 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. For tiden er de mest brukte fibrene 304, 304L og 316, 316L rustfrie stålfibre. Hovedproduksjonsmetoden er den direkte strekkmetoden. Metalltrådstangen strekkes gjentatte ganger gjennom dysen for å produsere fibre med en diameter på 4 til 10 μm (for tiden har den tynneste nådd mindre enn 1 μm), med en bruddstyrke på 5 til 15 cN/dtex og en bruddforlengelse på 3,0 til 5,0 %. Fiber av rustfritt stål har utmerket holdbarhet, termisk ledningsevne, bøyemotstand, slitestyrke og strålingsbeskyttelse. Når metallfiberinnholdet er større enn 0,5 %, har stoffet visse antistatiske egenskaper. 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 antistatiske egenskaper
Merk: Den elektriske ledningsevnen til rustfritt stålfiber øker med økningen av finheten, når finheten er mindre enn 8μm, reduseres den med økningen av finheten. Ulemper: fiberen er stiv, kohesjonen er litt dårligere, fargingen er dårlig og fiberprisen er høyere.
2. Ledende fiber belagt på overflaten av ledende materiale:
Denne fiberen er representert av den carbon black overflatebelagte ledende fiberen- som først ble utviklet av det tyske BASF-selskapet på 1960-tallet. Produksjonsmetoden er å belegge og feste metall, karbon, ledende polymer og andre ledende stoffer på overflaten av vanlige fibre gjennom fysiske og kjemiske metoder. De ledende komponentene i denne fiberen er fordelt på overflaten av fiberen, så den antistatiske effekten er god, men i bruksprosessen er det ledende stoffet lett å falle av, slik at den ledende ytelsen går tapt.
Den fjerde etappen
Kompositt ledende fibertrinn.
I 1975 brukte DuPont komposittspinningsteknologi for å lage ledende komposittfiber som inneholdt ledende kjerne-Antron (Antron III). Som et resultat har store kjemiske fiberselskaper begynt forskning og utvikling av komposittfibre som bruker carbon black som en ledende komponent. Monsanto har utviklet ledende-side-side, Japan Bell Textile har utviklet ledende fibre av nylon, Unijica, Kuraray og Toyobo har suksessivt utviklet ledende komposittfibre. I løpet av denne perioden har den ledende carbon black-komposittfiberen blitt 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 svartgrå, noe som begrenser anvendelsesområdet.
Utseendet til ledende karbon-svart komposittfibre har fremmet utviklingen og produksjonen av innlagte antistatiske stoffer.
Den femte etappen
Utviklingsstadiet for bleking av ledende fibre.
På 1980-tallet ble blekingsforskningen av ledende fibre startet. En vanlig metode er å bruke sulfider, jodider eller oksider av metaller som kobber, sølv, nikkel og kadmium for å blande eller komposittspinn med vanlige polymerer for å lage ledende fibre. For eksempel den ledende fiber laget av CuS ledende lag ved kjemisk reaksjon; den ledende fiberen T-25 laget av Teijin Company og inneholder CuI; den ledende fiberen som inneholder Zn0 laget av Zhongfang Company; selskapene som Unijka laget også hvit ledende fiber. Ytelsen til hvite ledende fibre som bruker metallforbindelser eller oksider som ledende materialer er ikke like god som karbonsvart komposittfibre, men deres anvendelse er ikke begrenset av farge.
Sjette etappe
FoU-trinn av polymer ledende fiber
Den ledende polymerfiberen er en iboende polymerledende fiber laget ved å dope et polymermateriale. Slik som polypyrrol, polytiofen, polyanilin og andre polymermaterialer. Disse iboende ledende polymerene har høy ledningsevne (opptil 10¯³~10¯²s/cm).
Noen oppmuntrende fremskritt har blitt gjort i forskningen av slike materialer. Men det er fortsatt noen vanskeligheter med praktisk anvendelse, hovedsakelig på grunn av dårlig behandlingsytelse. I tillegg pågår forskning på superledning av polymerer i inn- og utland. Forskning på intelligente tekstiler av elektronisk informasjon pågår også.
Innenlandsk forskning og utvikling av ledende fibre er relativt sent ute. På 1980-tallet startet innenlandsk produksjon av metallfiber og karbonfiber, men produksjonen var liten. De fleste av de nødvendige ledende fibrene importeres. Den tidligste innenlandske forskningen og utviklingen av metallfibre er vitenskapelige forskningsinstitusjoner som Lanzhou Institute of Mining and Metallurgy 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 Yousi fra Academy of Textile Sciences. Dagens teknologi er relativt moden. Det er også ganske mange innenlandske universiteter, vitenskapelige forskningsinstitusjoner og noen store bedrifter som har utviklet en rekke organiske ledende fibre og hvite ledende fibre.
For eksempel: kobber-belagt, nikkel-belagt metall ledende fibre av polyester, ledende akrylfiber av kobberjodid, ledende fibre laget av blandet garn av kobberjodid polyester, karbonsvart komposittfiber, osv. Når det gjelder produksjonsteknologi for hvite ledende fibre, har innenlandske selskaper utviklet øy-fiberteknologi og så videre. Generelt er det fortsatt et visst gap med det avanserte utenlandske nivået, for eksempel produktkvalitet og stabilitet.
