Peringkat pertama
Gunakan ejen antistatik hygroscopic untuk melakukan tahap rawatan permukaan pada serat atau kain.
Air mempunyai kekonduksian elektrik yang tinggi. Selagi sedikit air diserap, kekonduksian polimer dapat ditingkatkan dengan ketara. Air boleh menyediakan medium pemindahan untuk caj, mempromosikan pergerakan ion ke elektrod yang bertentangan, dan apabila air dikurangkan, ia dapat diisi semula dari atmosfera. Menggunakan ciri air ini, satu siri agen antistatik telah dibangunkan. Ejen antistatik adalah surfaktan yang mempunyai kumpulan hidrofilik dan kumpulan hidrofobik. Kumpulan hidrofobik menunjukkan permukaan bahan serat, menyerap pada antara muka fasa, dan mengubah keadaan antara muka fasa; Kumpulan hidrofilik menunjukkan ruang dan menyerap wap air di atmosfera.
Ejen antistatik umumnya mempunyai fungsi berikut pada permukaan gentian dan produk mereka:
1. Penyerapan Kelembapan: Filem air monomolekul berterusan terbentuk di permukaan bahan serat.
2. Mengurangkan rintangan khusus: Filem air di permukaan bahan serat meningkatkan pekali dielektrik bahan serat, dengan itu mengurangkan rintangan khusus permukaannya.
3. Meningkatkan kekonduksian ion: Meningkatkan kepekatan ion pada permukaan bahan serat dan meningkatkan kekonduksian ion (termasuk proton) dalam wap air.
4. Menggalakkan pembubaran elektrolit: Ia menyediakan tempat untuk pembubaran karbon dioksida di udara dan elektrolit dalam bahan serat.
5. Peneutralan Elektrik: Apabila tanda caj agen antistatik bertentangan dengan bahan serat, ia akan menghasilkan peneutralan elektrik.
Kelebihan: Pemprosesan mudah, kos rendah, dan kesan antistatik yang jelas.
Kekurangan: Prestasi antistatik sangat bergantung kepada kelembapan alam sekitar. Pada kelembapan rendah (RH<40%), its antistatic performance is lost and its durability is poor.
Peringkat kedua
Tambah agen antistatik di dalam serat untuk mengubah suai serat.
Komponen agen antistatik dimasukkan ke dalam polimer asas, dicampur atau kopolimerisasi dengan polimer asas, dan laut - pulau atau sarung - serat antistatik teras dibuat dengan kaedah spinning komposit. Fasa pulau atau bahagian teras adalah polimer yang mengandungi agen antistatik, dan polimer asas sebagai fasa laut atau bahagian kulit adalah badan utama serat, yang melindungi polimer kumpulan hidrofilik dan menganggap fungsi asas serat. Ejen antistatik di dalam serat antistatik kebanyakannya surfaktan kutub atau ionik. Struktur molekulnya juga mempunyai kumpulan hidrofilik dan kumpulan hidrofobik. Kumpulan hidrofobik mempunyai tahap keserasian tertentu dengan polimer asas, sementara kumpulan hidrofilik menjadikannya mempunyai tahap hygroscopicity tertentu.
Mekanisme antistatik serat antistatik: Kumpulan hidrofilik yang terkandung di dalam agen antistatik di dalam serat boleh berhijrah ke permukaan serat dan membentuk filem air. Filem air menyerap wap air atmosfera untuk meningkatkan dielektrik serat. Fungsi untuk mengurangkan rintangan spesifik permukaan serat dan mempercepatkan kebocoran caj elektrostatik bersih.
Kelebihan: Oleh kerana agen antistatik berada di dalam polimer asas, ketahanannya lebih baik.
Kekurangan: Kesan agen antistatik bergantung kepada hygroscopicitynya, yang ditakdirkan kepada pergantungannya terhadap kelembapan alam sekitar. Di bawah kelembapan rendah (RH<40%) conditions, it will lose its antistatic performance. The dosage is large.
Peringkat Ketiga
Serat logam dan tahap lapisan permukaan bahan konduktif.
1. Serat konduktif logam: Serat konduktif dibuat dengan menggunakan kekonduksian logam yang sangat baik, menjadikannya serat konduktif terawal dan benar. Resistivitynya boleh mencapai 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Logam yang biasa digunakan untuk serat logam adalah: keluli tahan karat, tembaga, aluminium, nikel, emas, perak, dan lain -lain. Kaedah pengeluaran utama adalah kaedah lukisan langsung. Kawat logam berulang kali diregangkan melalui mati untuk membentuk serat dengan diameter 4-10μm (pada masa ini nipis adalah kurang daripada 1μm), kekuatan pecah adalah 5-15cn/dtex, dan pemanjangan pecah adalah 3.0-5.0%. Serat keluli tahan karat mempunyai ketahanan yang sangat baik, kekonduksian haba, rintangan lenturan, rintangan lelasan, dan rintangan radiasi. Apabila kandungan serat logam lebih besar daripada 0.5%, kain mempunyai sifat antistatik tertentu, dan apabila kandungan serat logam adalah 2 hingga 5%, kain mempunyai sifat antistatik yang baik. Apabila kandungan serat logam lebih besar daripada 8%, kain itu bukan sahaja mempunyai sifat antistatik, tetapi juga mempunyai ciri -ciri perisai gelombang elektromagnet tertentu.
Kandungan serat logam dan anti - harta statik
Nota: Kekonduksian elektrik serat keluli tahan karat meningkat dengan peningkatan kehalusan. Apabila kehalusan kurang daripada 8μm, ia berkurangan dengan peningkatan kehalusan. Kekurangan: Serat adalah lebih berat, daya kohesif sedikit lebih buruk, kebolehtelapan adalah miskin, dan harga serat lebih tinggi.
2. Permukaan bahan konduktif disalut dengan serat konduktif:
Serat ini diwakili oleh permukaan hitam karbon - serat konduktif bersalut yang pertama kali dibangunkan oleh BASF di Jerman pada tahun 1960 -an. Kaedah pengeluaran adalah untuk melapisi dan memperbaiki logam, karbon, polimer konduktif dan bahan konduktif lain di permukaan gentian biasa melalui kaedah fizikal dan kimia. Komponen konduktif serat ini diedarkan pada permukaan serat, jadi kesan antistatik adalah baik, tetapi dalam proses penggunaan, bahan konduktif mudah jatuh dan prestasi konduktif hilang.
Peringkat keempat
Peringkat serat konduktif komposit.
Pada tahun 1975, DuPont menggunakan teknologi berputar komposit untuk membuat serat konduktif komposit dengan teras konduktif hitam karbon - Antron III. Akibatnya, syarikat serat kimia utama telah mula menyelidik dan membangunkan gentian komposit dengan karbon hitam sebagai komponen konduktif. Monsanto telah membangunkan sampingan - oleh - serat konduktif sampingan, Kanebo telah mengembangkan serat konduktif nilon, dan Unijika, Kuraray, dan Toyobo telah berturut -turut mengembangkan serat konduktif komposit. Dalam tempoh ini, serat konduktif komposit hitam karbon telah banyak dibangunkan. Menjelang akhir tahun 1980 -an, output tahunan Jepun mencapai 200 tan. Kerana serat konduktif komposit hitam karbon menggunakan karbon hitam sebagai komponen konduktif, serat biasanya kelabu gelap, yang mengehadkan skop permohonan.
Kemunculan gentian konduktif komposit hitam karbon menggalakkan pembangunan dan pengeluaran kain antistatik bertatahkan.
Peringkat Kelima
Tahap pembangunan pemutihan serat konduktif.
Pada tahun 1980 -an, kerja penyelidikan mengenai pemutihan gentian konduktif telah dimulakan. Kaedah yang biasa adalah menggunakan tembaga, perak, nikel dan kadmium dan sulfida logam lain, iodida atau oksida dan polimer biasa untuk menggabungkan atau berputar komposit untuk membuat gentian konduktif. Sebagai contoh, serat konduktif lapisan konduktif CUS dibuat oleh tindak balas kimia; Serat konduktif T-25 yang mengandungi CUI dibuat oleh Teijin Co., Ltd.; Serat konduktif yang mengandungi Zn0 dibuat oleh Kanebo Co., Ltd.; Unijika dan syarikat lain juga telah membuat serat konduktif putih. Prestasi gentian konduktif putih menggunakan sebatian logam atau oksida sebagai bahan konduktif tidak sebaik gentian konduktif komposit hitam karbon, tetapi aplikasinya tidak terhad oleh warna.
Peringkat Keenam
Tahap pembangunan serat konduktif polimer.
Serat konduktif polimer adalah serat konduktif polimer intrinsik yang dibuat oleh bahan polimer doping. Seperti polypyrrole, polythiophene, polyaniline dan bahan polimer lain. Polimer konduktif intrinsik ini mempunyai kekonduksian yang tinggi (sehingga 10¯³ ~ 10¯²S/cm).
Penyelidikan mengenai jenis bahan ini telah membuat beberapa kemajuan yang menggalakkan. Walau bagaimanapun, masih terdapat beberapa kesukaran dalam aplikasi praktikal, terutamanya disebabkan oleh prestasi pemprosesan yang lemah. Di samping itu, penyelidikan mengenai superkonduktiviti polimer di rumah dan di luar negara juga sedang dijalankan. Kerja penyelidikan mengenai tekstil pintar maklumat elektronik juga sedang berjalan.
Kerja penyelidikan dan pembangunan domestik pada gentian konduktif agak lewat. Pada tahun 1980 -an, pengeluaran serat logam dan serat karbon domestik bermula, tetapi outputnya agak kecil. Kebanyakan gentian konduktif diperlukan bergantung kepada import. Penyelidikan domestik dan pembangunan serat logam yang paling awal adalah Institut Penyelidikan Lanzhou Perlombongan dan Metalurgi dan institusi penyelidikan saintifik lain dan beberapa perusahaan, seperti kilang 540 di Xinxiang. Penyelidikan dan pembangunan domestik gentian konduktif komposit hitam karbon termasuk Institut Penyelidikan Tekstil Wuxi dan Tekstil China Silk Cemerlang Akademi Tekstil. Teknologi proses semasa agak matang. Sebilangan besar universiti domestik dan institusi penyelidikan saintifik dan beberapa perusahaan besar juga telah berjaya membangunkan pelbagai serat konduktif organik dan serat konduktif putih.
Seperti: serat konduktif poliester logam yang disalut dengan tembaga dan nikel di permukaan, serat akrilik konduktif iodida tembaga, serat konduktif yang diperbuat daripada poliester tembaga iodida yang dicampur, gentian komposit hitam karbon, dan sebagainya. Secara umumnya, masih terdapat jurang tertentu dengan tahap maju asing, seperti dalam kualiti produk dan kestabilan.
