Prvá etapa
Stupeň povrchovej úpravy vlákna alebo tkaniny s hygroskopickým antistatickým činidlom.
Voda má veľmi vysokú elektrickú vodivosť. Pokiaľ sa absorbuje malé množstvo vody, vodivosť polyméru sa môže výrazne zlepšiť. Voda môže poskytnúť prenosové médium pre elektrické náboje a podporiť pohyb iónov k opačnej elektróde a keď vody ubúda, môže sa doplniť z atmosféry. Pomocou tejto vlastnosti vody bola vyvinutá séria antistatických činidiel. Antistatické činidlá sú povrchovo aktívne látky s hydrofilnými a hydrofóbnymi skupinami. Hydrofóbna skupina smeruje k povrchu vláknitého materiálu, adsorbuje sa na fázovom rozhraní a mení stav fázového rozhrania; hydrofilná skupina smeruje do priestoru, adsorbuje vlhkosť v atmosfére.
Antistatické činidlá majú vo všeobecnosti tieto druhy účinkov na povrch vlákien a ich produktov:
1. Hygroskopický efekt: na povrchu vláknitého materiálu sa vytvára súvislý monomolekulárny vodný film.
2. Vplyv zníženia špecifického odporu: Vodný film na povrchu vláknitého materiálu zlepšuje dielektrický koeficient vláknitého materiálu, čím účinne znižuje povrchový špecifický odpor.
3. Zvýšenie vodivosti iónov: zvýšenie koncentrácie iónov na povrchu vláknitého materiálu a zvýšenie vodivosti iónov (vrátane protónov) vo vodnej pare.
4. Podporujte rozpúšťanie elektrolytu: poskytnite miesto pre rozpúšťanie oxidu uhličitého vo vzduchu a elektrolytu prítomného vo vláknitom materiáli.
5. Elektrická neutralizácia: Keď je znak náboja antistatického činidla opačný ako znak vláknitého materiálu, dôjde k elektrickej neutralizácii.
Výhody: pohodlné spracovanie, nízka cena a zjavný antistatický efekt.
Nevýhody: Antistatický výkon veľmi závisí od vlhkosti prostredia. Keď je vlhkosť nízka (RH<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
druhá etapa
Pridajte antistatické činidlo do vlákna na úpravu vlákna.
Zložka antistatického činidla je pridaná do základného polyméru, zmiešaná alebo kopolymerizovaná so základným polymérom a na výrobu kompozitného antistatického vlákna s jadrom morského -ostrova alebo kože- sa používa metóda kompozitného zvlákňovania. Ostrovná fáza alebo jadro je polymér obsahujúci antistatické činidlo a základný polymér ako morská fáza alebo koža je hlavným telom vlákna, ktoré chráni hydrofilnú skupinu polyméru a preberá základnú funkciu vlákna. Antistatické činidlá vo vnútri antistatických vlákien sú väčšinou polárne alebo iónové povrchovo aktívne látky. Jeho molekulárna štruktúra má tiež hydrofilné skupiny a hydrofóbne skupiny. Hydrofóbne skupiny majú určitú kompatibilitu so základnými polymérmi, zatiaľ čo hydrofilné skupiny ich robia hygroskopickými.
Antistatický mechanizmus antistatického vlákna: Hydrofilná skupina obsiahnutá v antistatickom prostriedku vo vnútri vlákna môže migrovať do povrchovej vrstvy vlákna a vytvárať vodný film. Vodný film absorbuje vodnú paru v atmosfére, aby zlepšil dielektrikum funkcie vlákna, znížil špecifický odpor povrchu vlákna a urýchlil únik čistého elektrostatického náboja.
Výhody: Pretože antistatické činidlo je vo vnútri základného polyméru, jeho odolnosť je lepšia.
Nevýhody: Funkcia antistatického prostriedku závisí od jeho hygroskopickosti, ktorá je predurčená závisieť od vlhkosti prostredia. Pri nízkej vlhkosti (RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
Tretia etapa
Stupeň povrchovej úpravy kovových vlákien a vodivého materiálu.
1. Kovové vodivé vlákno: Vodivé vlákno je vyrobené s využitím vynikajúcich vodivých vlastností kovu, čo z neho robí najskoršie a skutočne vodivé vlákno. Jeho odpor môže dosiahnuť 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Bežne používané kovy pre kovové vlákna sú: nehrdzavejúca oceľ, meď, hliník, nikel, zlato, striebro atď. V súčasnosti sú najpoužívanejšie vlákna z nehrdzavejúcej ocele 304, 304L a 316, 316L. Hlavnou výrobnou metódou je metóda priameho naťahovania. Kovový drôtený drôt sa opakovane preťahuje cez matricu, čím sa získajú vlákna s priemerom 4 až 10 μm (v súčasnosti najtenšie dosiahlo menej ako 1 μm), s pevnosťou v pretrhnutí 5 až 15 cN/dtex a predĺžením pri pretrhnutí 3,0 až 5,0 %. Vlákno z nehrdzavejúcej ocele má vynikajúcu trvanlivosť, tepelnú vodivosť, odolnosť v ohybe, odolnosť proti opotrebovaniu a ochranu pred žiarením. Keď je obsah kovových vlákien väčší ako 0,5 %, látka má určité antistatické vlastnosti. Keď je obsah kovových vlákien 2 až 5 %, látka má dobré antistatické vlastnosti. Keď je obsah kovových vlákien väčší ako 8 %, tkanina má nielen antistatické vlastnosti, ale má aj určité vlastnosti tienenia elektromagnetických vĺn.
Obsah kovových vlákien a antistatické vlastnosti
Poznámka: Elektrická vodivosť vlákna z nehrdzavejúcej ocele sa zvyšuje so zvyšujúcou sa jemnosťou, keď je jemnosť menšia ako 8μm, klesá so zvyšujúcou sa jemnosťou. Nevýhody: vlákno je tuhé, súdržnosť je o niečo horšia, farbiteľnosť je slabá a cena vlákna je vyššia.
2. Vodivé vlákno potiahnuté na povrchu vodivého materiálu:
Toto vlákno je zastúpené vodivým vláknom potiahnutým uhlíkovou čerňou-, ktoré prvýkrát vyvinula nemecká spoločnosť BASF v 60. rokoch. Výrobnou metódou je nanášanie a fixácia kovu, uhlíka, vodivého polyméru a iných vodivých látok na povrch obyčajných vlákien pomocou fyzikálnych a chemických metód. Vodivé zložky tohto vlákna sú rozložené na povrchu vlákna, takže antistatický efekt je dobrý, ale v procese používania vodivá látka ľahko odpadáva, takže sa stráca vodivosť.
Štvrtá etapa
Stupeň kompozitného vodivého vlákna.
V roku 1975 spoločnosť DuPont použila technológiu kompozitného zvlákňovania na výrobu kompozitného vodivého vlákna obsahujúceho sadze a vodivé jadro{1}}Antron (Antron III). Výsledkom je, že veľké spoločnosti zaoberajúce sa chemickými vláknami začali výskum a vývoj kompozitných vlákien, ktoré používajú sadze ako vodivú zložku. Monsanto vyvinulo vodivé vlákna vedľa seba--, Japan Bell Textile vyvinulo nylonové vodivé vlákna, Unijica, Kuraray a Toyobo postupne vyvinuli kompozitné vodivé vlákna. Počas tohto obdobia sa výrazne vyvinulo sadzové kompozitné vodivé vlákno. Do konca 80. rokov minulého storočia dosiahla ročná produkcia Japonska 200 ton. Pretože kompozitné vodivé vlákno na báze sadzí používa sadze ako vodivú zložku, vlákno je zvyčajne čierno šedé, čo obmedzuje rozsah použitia.
Vzhľad sadzových kompozitných vodivých vlákien podporil vývoj a výrobu vykladaných antistatických tkanín.
Piata etapa
Vývojové štádium bielenia vodivých vlákien.
V 80. rokoch 20. storočia sa začal výskum bielenia vodivých vlákien. Bežnou metódou je použitie sulfidov, jodidov alebo oxidov kovov, ako je meď, striebro, nikel a kadmium, na zmiešanie alebo kompozitné zvlákňovanie s bežnými polymérmi na výrobu vodivých vlákien. Napríklad vodivé vlákno vyrobené z CuS vodivej vrstvy chemickou reakciou; vodivé vlákno T-25 vyrobené spoločnosťou Teijin Company a obsahujúce Cul; vodivé vlákno obsahujúce ZnO vyrobené spoločnosťou Zhongfang Company; spoločnosti ako Unijka vyrábali aj biele vodivé vlákno. Výkon bielych vodivých vlákien, ktoré používajú kovové zlúčeniny alebo oxidy ako vodivé materiály, nie je taký dobrý ako sadzové kompozitné vodivé vlákna, ale ich použitie nie je obmedzené farbou.
Šiesta etapa
Fáza výskumu a vývoja polymérového vodivého vlákna
Polymérne vodivé vlákno je vlastné polymérne vodivé vlákno vyrobené dopovaním polymérneho materiálu. Ako napríklad polypyrol, polytiofén, polyanilín a iné polymérne materiály. Tieto vlastné vodivé polyméry majú vysokú vodivosť (až 10¯³~10¯²s/cm).
Vo výskume takýchto materiálov sa dosiahol určitý povzbudivý pokrok. Pri praktickej aplikácii však stále existujú určité ťažkosti, najmä kvôli slabému výkonu spracovania. Okrem toho prebieha aj výskum supravodivosti polymérov doma aj v zahraničí. Prebieha aj výskum inteligentných textílií elektronických informácií.
Domáci výskum a vývoj vodivých vlákien je pomerne neskoro. V osemdesiatych rokoch minulého storočia sa začala domáca výroba kovových vlákien a uhlíkových vlákien, ale produkcia bola malá. Väčšina požadovaných vodivých vlákien sa dováža. Najskorším domácim výskumom a vývojom kovových vlákien sú vedecké výskumné inštitúcie ako Lanzhouský inštitút baníctva a metalurgie a niektoré podniky, ako napríklad továreň 540 v Xinxiang. Medzi domáci výskum a vývoj sadzových kompozitných vodivých vlákien patrí Wuxi Textile Research Institute a China Textile Yousi z Akadémie textilných vied. Súčasná technológia je pomerne vyspelá. Existuje tiež pomerne veľa domácich univerzít, vedeckých výskumných inštitúcií a niektorých veľkých podnikov, ktoré úspešne vyvinuli rôzne organické vodivé vlákna a biele vodivé vlákna.
Ako napríklad: medené-pokovované, poniklované{1}}kovové polyesterové vodivé vlákno, vodivé akrylové vlákno s jodidom medi, vodivé vlákno vyrobené z polyesterovej priadze s jodidom medi, kompozitné vlákno na báze sadzí atď. Pokiaľ ide o technológiu výroby bielych vodivých vlákien, domáce spoločnosti úspešne vyvinuli technológiu vlákien ostrovného-typu atď. Vo všeobecnosti stále existuje určitá medzera s vyspelou zahraničnou úrovňou, ako je kvalita a stabilita produktov.
