Prva faza
Koristite higroskopno antistatičko sredstvo da izvršite fazu površinske obrade na vlaknima ili tkanini.
Voda ima visoku električnu provodljivost. Sve dok se mala količina vode apsorbira, provodljivost polimera može se značajno poboljšati. Voda može pružiti medij za prijenos naboja, potaknuti kretanje jona na suprotnu elektrodu, a kada se voda smanji, može se nadoknaditi iz atmosfere. Koristeći ovu karakteristiku vode, razvijen je niz antistatičkih sredstava. Antistatik je surfaktant koji ima hidrofilnu grupu i hidrofobnu grupu. Hidrofobna grupa ukazuje na površinu materijala vlakana, adsorbuje se na međufaznoj granici i menja stanje međufazne površine; hidrofilna grupa ukazuje na prostor i apsorbuje vodenu paru u atmosferi.
Antistatička sredstva općenito imaju sljedeće funkcije na površini vlakana i njihovih proizvoda:
1. Apsorpcija vlage: na površini vlaknastog materijala formira se kontinuirani monomolekularni film vode.
2. Smanjenje specifične otpornosti: Vodeni film na površini vlaknastog materijala povećava dielektrični koeficijent vlaknastog materijala, čime efektivno smanjuje njegovu površinsku specifičnu otpornost.
3. Povećajte jonsku provodljivost: povećajte koncentraciju jona na površini materijala vlakana i povećajte njegovu ionsku (uključujući protonsku) provodljivost u vodenoj pari.
4. Promovišite otapanje elektrolita: Obezbeđuje mesto za rastvaranje ugljen-dioksida u vazduhu i elektrolita u materijalima od vlakana.
5. Električna neutralizacija: Kada je znak naboja antistatičkog agensa suprotan onom kod materijala vlakana, to će proizvesti električnu neutralizaciju.
Prednosti: pogodna obrada, niska cijena i očigledan antistatički učinak.
Nedostaci: Antistatičke performanse veoma zavise od vlažnosti okoline. Pri niskoj vlažnosti (RH<40%), its antistatic performance is lost and its durability is poor.
druga faza
Dodajte antistatik unutar vlakna da modificirate vlakno.
Komponenta antistatičkog sredstva se dodaje osnovnom polimeru, miješa ili kopolimerizira sa osnovnim polimerom, a kompozitno antistatičko vlakno sa morskom-ostrvom ili omotačem-jezgra je napravljeno metodom kompozitnog predenja. Otočna faza ili jezgrini dio je polimer koji sadrži antistatičko sredstvo, a osnovni polimer kao morska faza ili dio kože je glavno tijelo vlakna, koje štiti polimer hidrofilne grupe i preuzima osnovnu funkciju vlakna. Antistatik unutar antistatičkog vlakna je uglavnom polarni ili jonski surfaktant. Njegova molekularna struktura također ima hidrofilne grupe i hidrofobne grupe. Hidrofobna grupa ima određeni stepen kompatibilnosti sa osnovnim polimerom, dok hidrofilna grupa čini da ima određeni stepen higroskopnosti.
Antistatički mehanizam antistatičkog vlakna: Hidrofilna grupa sadržana u antistatičkom agensu unutar vlakna može migrirati na površinu vlakna i formirati vodeni film. Vodeni film upija atmosfersku vodenu paru kako bi povećao dielektrik vlakana. Funkcija za smanjenje površinskog specifičnog otpora vlakna i ubrzavanje curenja neto elektrostatičkog naboja.
Prednosti: Pošto se antistatik nalazi unutar osnovnog polimera, njegova trajnost je bolja.
Nedostaci: Učinak antistatičkog sredstva ovisi o njegovoj higroskopnosti, koja je osuđena na ovisnost o vlažnosti okoliša. Pod niskom vlagom (RH<40%) conditions, it will lose its antistatic performance. The dosage is large.
Treća faza
Faza površinskog premaza od metalnih vlakana i provodljivog materijala.
1. Metalno provodno vlakno: Provodno vlakno je napravljeno upotrebom odlične provodljivosti metala, što ga čini najranijim i pravim provodljivim vlaknom. Njegova otpornost može doseći 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Metali koji se najčešće koriste za metalna vlakna su: nerđajući čelik, bakar, aluminijum, nikl, zlato, srebro, itd. Najviše se koriste vlakna od nerđajućeg čelika 304, 304L i 316, 316L. Glavna metoda proizvodnje je metoda direktnog izvlačenja. Metalna žica se više puta proteže kroz matricu kako bi se formiralo vlakno prečnika 4-10 μm (trenutno je najtanje manje od 1 μm), prekidna čvrstoća je 5-15 cN/dtex, a prekidno izduženje je 3,0-5,0%. Vlakna od nerđajućeg čelika imaju odličnu izdržljivost, toplotnu provodljivost, otpornost na savijanje, otpornost na abraziju i otpornost na zračenje. Kada je sadržaj metalnih vlakana veći od 0,5%, tkanina ima određena antistatička svojstva, a kada je sadržaj metalnih vlakana 2 do 5%, tkanina ima dobra antistatička svojstva. Kada je sadržaj metalnih vlakana veći od 8%, tkanina ne samo da ima antistatička svojstva, već ima i određena svojstva zaštite od elektromagnetnih valova.
Sadržaj metalnih vlakana i anti-statičko svojstvo
Napomena: Električna provodljivost vlakana od nehrđajućeg čelika raste s povećanjem finoće. Kada je finoća manja od 8 μm, ona se smanjuje sa povećanjem finoće. Nedostaci: vlakno je tvrđe, sila kohezije je nešto lošija, boja je loša, a cijena vlakana je viša.
2. Površina provodnog materijala je obložena provodljivim vlaknima:
Ovo vlakno predstavlja provodljivo vlakno s površinskim-obloženim čađom koje je prvi razvio BASF u Njemačkoj 1960-ih. Metoda proizvodnje je premazivanje i fiksiranje metala, ugljenika, provodljivog polimera i drugih provodljivih materijala na površini običnih vlakana fizičkim i hemijskim metodama. Vodljive komponente ovog vlakna su raspoređene po površini vlakna, tako da je antistatički efekat dobar, ali u procesu upotrebe provodni materijal lako pada i gubi se provodljivost.
Četvrta faza
Stepen kompozitnog provodnog vlakna.
Godine 1975. DuPont je koristio kompozitnu tehnologiju predenja da napravi kompozitno provodljivo vlakno sa provodnim jezgrom čađe-Antron III. Kao rezultat toga, velike kompanije za proizvodnju hemijskih vlakana počele su da istražuju i razvijaju kompozitna vlakna sa čađom kao provodljivom komponentom. Monsanto je razvio jedan pored drugog provodna vlakna, Kanebo je razvio najlonska provodna vlakna, a Unijika, Kuraray i Toyobo su sukcesivno razvili kompozitna provodna vlakna. Tokom ovog perioda, kompozitna čađa provodna vlakna su u velikoj meri razvijena. Do kraja 1980-ih, godišnja proizvodnja Japana dostigla je 200 tona. Budući da kompozitno provodljivo vlakno čađe koristi čađu kao vodljivu komponentu, vlakno je obično tamnosivo, što ograničava opseg primjene.
Pojava kompozitnih provodnih vlakana čađe potiče razvoj i proizvodnju umetnutih antistatičkih tkanina.
Peta faza
Faza razvoja izbjeljivanja provodnih vlakana.
Osamdesetih godina prošlog stoljeća započeo je istraživački rad na izbjeljivanju provodnih vlakana. Uobičajena metoda je korištenje bakra, srebra, nikla i kadmija i drugih metalnih sulfida, jodida ili oksida i običnih polimera za miješanje ili kompozitno predenje za izradu provodnih vlakana. Na primjer, provodno vlakno CuS provodnog sloja je napravljeno hemijskom reakcijom; provodljivo vlakno T-25 koje sadrži CuI proizvodi Teijin Co., Ltd.; provodljivo vlakno koje sadrži Zn0 proizvodi Kanebo Co., Ltd.; Unijika i druge kompanije su takođe napravile belo Conductive fiber. Performanse bijelih provodnih vlakana koje koriste metalne spojeve ili okside kao provodne materijale nisu tako dobre kao kompozitna provodna vlakna od čađe, ali njihova primjena nije ograničena bojom.
Šesta faza
Faza razvoja polimernih provodnih vlakana.
Polimerno provodljivo vlakno je intrinzično polimerno vodljivo vlakno napravljeno dopiranjem polimernih materijala. Kao što su polipirol, politiofen, polianilin i drugi polimerni materijali. Ovi intrinzično provodljivi polimeri imaju visoku provodljivost (do 10¯³~10¯²s/cm).
Istraživanja ove vrste materijala postigla su ohrabrujući napredak. Međutim, još uvijek postoje određene poteškoće u praktičnoj primjeni, uglavnom zbog loših performansi obrade. Osim toga, u toku su i istraživanja supravodljivosti polimera u zemlji i inostranstvu. Istraživački rad na inteligentnom tekstilu elektronskih informacija je također u toku.
Domaći istraživački i razvojni rad na provodnim vlaknima relativno kasni. U 1980-im je počela domaća proizvodnja metalnih i karbonskih vlakana, ali je proizvodnja bila relativno mala. Većina potrebnih provodnih vlakana zavisi od uvoza. Najranije domaće istraživanje i razvoj metalnih vlakana su Istraživački institut za rudarstvo i metalurgiju Lanzhou i druge naučno-istraživačke institucije i neka preduzeća, kao što je tvornica 540 u Xinxiangu. Domaća istraživanja i razvoj kompozitnih provodnih vlakana čađe uključuju Wuxi Textile Research Institute i China Textile Excellent Silk of Textile Academy. Trenutna procesna tehnologija je relativno zrela. Značajan broj domaćih univerziteta i naučnoistraživačkih institucija i nekih velikih preduzeća takođe su uspešno razvili raznovrsna organska provodna vlakna i bela provodna vlakna.
Kao što su: metalno poliestersko provodljivo vlakno presvučeno bakrom i niklom na površini, vodljivo akrilno vlakno od bakar-jodida, vodljivo vlakno od bakar-jodidnog poliesterskog miješanog predenja, kompozitno vlakno čađe, itd. U tehnologiji proizvodnje bijelih provodnih vlakana, neka domaća preduzeća uspješno su razvila tehnologiju morskih vlakana i tako na kopnu. Uopšteno govoreći, još uvijek postoji određeni jaz sa stranim naprednim nivoom, kao što su kvalitet i stabilnost proizvoda.
