Peringkat pertama
Tahap rawatan permukaan serat atau kain dengan agen antistatik hygroscopic.
Air mempunyai kekonduksian elektrik yang sangat tinggi. Selagi sedikit air diserap, kekonduksian polimer dapat ditingkatkan dengan ketara. Air boleh menyediakan medium pemindahan untuk caj elektrik dan menggalakkan pergerakan ion ke elektrod yang bertentangan, dan apabila air berkurangan, ia dapat diisi semula dari atmosfera. Menggunakan ciri air ini, satu siri agen antistatik telah dibangunkan. Ejen antistatik adalah surfaktan dengan kumpulan hidrofilik dan hidrofobik. Kumpulan hidrofobik menunjukkan permukaan bahan serat, menyerap pada antara muka fasa, dan mengubah keadaan antara muka fasa; Kumpulan hidrofilik menunjukkan ruang, menyerap kelembapan di atmosfera.
Ejen antistatik umumnya mempunyai kesan seperti ini pada permukaan gentian dan produk mereka:
1. Kesan Hygroscopic: Filem air monomolekul berterusan terbentuk di permukaan bahan serat.
2.
3. Meningkatkan kekonduksian ion: Meningkatkan kepekatan ion pada permukaan bahan serat, dan meningkatkan kekonduksian ion (termasuk proton) dalam wap air.
4. Menggalakkan pembubaran elektrolit: Menyediakan tempat untuk pembubaran karbon dioksida di udara dan elektrolit yang terdapat dalam bahan serat.
5. Peneutralan Elektrik: Apabila tanda caj agen antistatik bertentangan dengan bahan serat, peneutralan elektrik akan berlaku.
Kelebihan: Pemprosesan mudah, kos rendah, dan kesan antistatik yang jelas.
Kekurangan: Prestasi antistatik sangat bergantung kepada kelembapan alam sekitar. Apabila kelembapan rendah (rh<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
Peringkat kedua
Tambah agen antistatik di dalam serat untuk mengubah suai serat.
Komponen ejen antistatik ditambah di dalam polimer asas, dicampur atau kopolimerisasi dengan polimer asas, dan kaedah berputar komposit digunakan untuk membuat laut - pulau atau kulit - serat antistatik teras. Fasa pulau atau teras adalah polimer yang mengandungi agen antistatik, dan polimer asas sebagai fasa laut atau kulit adalah badan utama serat, yang melindungi kumpulan hidrofilik polimer 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 keserasian tertentu dengan polimer asas, manakala kumpulan hidrofilik menjadikannya hygroscopic.
Mekanisme antistatik serat antistatik: Kumpulan hidrofilik yang terkandung di dalam agen antistatik di dalam serat boleh berhijrah ke lapisan permukaan serat dan membentuk filem air. Filem air menyerap wap air di atmosfera untuk meningkatkan dielektrik fungsi serat, mengurangkan rintangan spesifik permukaan serat, dan mempercepatkan kebocoran caj elektrostatik bersih.
Kelebihan: Kerana agen antistatik berada di dalam polimer asas, ketahanannya lebih baik.
Kelemahan: Fungsi agen antistatik bergantung kepada hygroscopicitynya, yang ditakdirkan untuk bergantung kepada kelembapan alam sekitar. Di bawah kelembapan rendah (RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
Peringkat Ketiga
Serat logam dan tahap lapisan permukaan bahan konduktif.
1. Serat konduktif logam: Serat konduktif dibuat dengan menggunakan sifat konduktif logam yang sangat baik, menjadikannya serat konduktif terawal dan benar. Resistivitynya boleh mencapai 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Logam yang biasa digunakan untuk gentian logam adalah: keluli tahan karat, tembaga, aluminium, nikel, emas, perak, dan lain -lain. Pada masa ini, yang paling banyak digunakan ialah 304, 304L dan 316, 316L serat keluli tahan karat. Kaedah pengeluaran utama adalah kaedah peregangan langsung. Batang dawai logam berulang kali diregangkan melalui mati untuk menghasilkan serat dengan diameter 4 hingga 10 μm (kini nipis telah mencapai kurang dari 1 μm), dengan kekuatan pecah 5 hingga 15 cn/dtex dan pemanjangan pecah 3.0 hingga 5.0%. Serat keluli tahan karat mempunyai ketahanan yang sangat baik, kekonduksian terma, rintangan lenturan, rintangan haus, dan perlindungan radiasi. Apabila kandungan serat logam lebih besar daripada 0.5%, kain mempunyai sifat antistatik tertentu. 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 sifat antistatik
Nota: Kekonduksian elektrik serat keluli tahan karat meningkat dengan peningkatan kehalusan, apabila kehalusannya kurang dari 8μm, ia berkurangan dengan peningkatan kehalusan. Kekurangan: Seratnya sengit, perpaduan sedikit lebih teruk, kebolehtelapan adalah miskin, dan harga serat lebih tinggi.
2. Serat konduktif yang dilapisi pada permukaan bahan konduktif:
Serat ini diwakili oleh permukaan hitam karbon - serat konduktif bersalut yang pertama kali dibangunkan oleh Syarikat BASF Jerman pada tahun 1960 -an. Kaedah pengeluaran adalah untuk melapisi dan memperbaiki logam, karbon, polimer konduktif dan bahan konduktif lain di permukaan serat 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, sehingga prestasi konduktif hilang.
Peringkat keempat
Peringkat serat konduktif komposit.
Pada tahun 1975, DuPont menggunakan teknologi berputar komposit untuk membuat serat konduktif komposit yang mengandungi teras konduktif hitam karbon - Antron (Antron III). Akibatnya, syarikat serat kimia utama telah memulakan penyelidikan dan pembangunan serat komposit yang menggunakan karbon hitam sebagai komponen konduktif. Monsanto telah membangunkan sampingan - oleh - serat konduktif sampingan, Jepun Bell Textile telah membangunkan serat konduktif nilon, Unijica, Kuraray dan Toyobo telah mengembangkan serat konduktif komposit berturut -turut. 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 hitam, yang menghadkan skop permohonan.
Kemunculan gentian konduktif komposit hitam karbon telah mempromosikan perkembangan dan pengeluaran kain antistatik bertatahkan.
Peringkat kelima
Tahap pembangunan pemutihan gentian konduktif.
Pada tahun 1980 -an, penyelidikan pemutihan gentian konduktif telah dimulakan. Kaedah yang sama adalah menggunakan sulfida, iodida atau oksida logam seperti tembaga, perak, nikel dan kadmium untuk menggabungkan atau berputar komposit dengan polimer biasa untuk membuat serat konduktif. Sebagai contoh, serat konduktif yang diperbuat daripada lapisan konduktif oleh tindak balas kimia; Serat konduktif T-25 yang dibuat oleh Syarikat Teijin dan mengandungi CUI; serat konduktif yang mengandungi Zn0 yang dibuat oleh Zhongfang Company; Syarikat -syarikat seperti Unijka juga membuat serat konduktif putih. Prestasi gentian konduktif putih yang menggunakan sebatian logam atau oksida sebagai bahan konduktif tidak sebaik gentian konduktif komposit hitam karbon, tetapi aplikasi mereka tidak terhad oleh warna.
Peringkat Keenam
Tahap R & D Serat Konduktif Polimer
Serat konduktif polimer adalah serat konduktif polimer intrinsik yang dibuat dengan doping bahan polimer. Seperti polypyrrole, polythiophene, polyaniline dan bahan polimer lain. Polimer konduktif intrinsik ini mempunyai kekonduksian yang tinggi (sehingga 10¯³ ~ 10¯²S/cm).
Beberapa kemajuan yang menggalakkan telah dibuat dalam penyelidikan bahan -bahan tersebut. Tetapi 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 berjalan. Penyelidikan mengenai tekstil pintar maklumat elektronik juga sedang berjalan.
Penyelidikan domestik dan pembangunan serat konduktif agak lewat. Pada tahun 1980 -an, pengeluaran serat logam dan serat karbon domestik bermula, tetapi outputnya kecil. Kebanyakan gentian konduktif yang diperlukan diimport. Penyelidikan domestik dan pembangunan serat logam paling awal adalah institusi penyelidikan saintifik seperti Institut Perlombongan dan Metalurgi Lanzhou dan beberapa perusahaan, seperti kilang 540 di Xinxiang. Penyelidikan dan pembangunan domestik gentian konduktif komposit hitam karbon termasuk Institut Penyelidikan Tekstil Wuxi dan China Textile Yousi dari Akademi Sains Tekstil. Teknologi semasa agak matang. Terdapat juga beberapa universiti domestik, institusi penyelidikan saintifik dan beberapa perusahaan besar yang telah berjaya membangunkan pelbagai serat konduktif organik dan serat konduktif putih.
Seperti: tembaga - bersalut, nikel - serat konduktif logam berlapis, serat akrilik konduktif tembaga, fiberik panggung udang efisifik, dan sebagainya. pada. Secara umum, masih terdapat jurang tertentu dengan tahap asing yang maju, seperti kualiti produk dan kestabilan.
