Prva faza
Faza površinske obrade vlakana ili tkanine higroskopnim antistatičkim sredstvom.
Voda ima veoma visoku električnu provodljivost. Sve dok se mala količina vode apsorbira, provodljivost polimera može se značajno poboljšati. Voda može pružiti medij za prijenos električnih naboja i potaknuti kretanje iona do suprotne elektrode, a kada se voda smanji, može se nadoknaditi iz atmosfere. Koristeći ovu karakteristiku vode, razvijen je niz antistatičkih sredstava. Antistatici su tenzidi sa hidrofilnim i hidrofobnim grupama. Hidrofobna grupa ukazuje na površinu vlaknastog materijala, adsorbuje se na međufaznoj granici i menja stanje međufazne površine; hidrofilna grupa ukazuje na prostor, adsorbujući vlagu u atmosferi.
Antistatički agensi općenito imaju ove vrste učinaka na površinu vlakana i njihovih proizvoda:
1. Higroskopski efekat: na površini vlaknastog materijala formira se kontinuirani monomolekularni vodeni film.
2. Učinak smanjenja specifične otpornosti: Vodeni film na površini vlaknastog materijala poboljšava dielektrični koeficijent vlaknastog materijala, čime se efektivno smanjuje površinski specifični otpor.
3. Povećajte provodljivost jona: povećajte koncentraciju jona na površini materijala vlakana i povećajte provodljivost jona (uključujući protone) u vodenoj pari.
4. Promovišite otapanje elektrolita: obezbedite mesto za otapanje ugljen-dioksida u vazduhu i elektrolita prisutnog u materijalu od vlakana.
5. Električna neutralizacija: Kada je znak naboja antistatičkog agensa suprotan onom kod materijala vlakana, doći će do električne neutralizacije.
Prednosti: pogodna obrada, niska cijena i očigledan antistatički učinak.
Nedostaci: Antistatičke performanse veoma zavise od vlažnosti okoline. Kada je vlažnost niska (RH<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
druga faza
Dodajte antistatik unutar vlakna da modificirate vlakno.
Komponenta antistatičkog sredstva se dodaje unutar osnovnog polimera, miješa ili kopolimerizira s osnovnim polimerom, a kompozitna metoda predenja se koristi za izradu kompozitnog antistatičkog vlakna sa jezgrom mora-ostrva ili kože-. Otočna faza ili jezgra je polimer koji sadrži antistatičko sredstvo, a osnovni polimer kao morska faza ili koža je glavno tijelo vlakna, koje štiti hidrofilnu grupu polimera i preuzima osnovnu funkciju vlakna. Antistatički agensi unutar antistatičkih vlakana su uglavnom polarni ili jonski surfaktanti. Njegova molekularna struktura također ima hidrofilne grupe i hidrofobne grupe. Hidrofobne grupe imaju određenu kompatibilnost sa osnovnim polimerima, dok ih hidrofilne grupe čine higroskopnima.
Antistatički mehanizam antistatičkog vlakna: Hidrofilna grupa sadržana u antistatičkom agensu unutar vlakna može migrirati na površinski sloj vlakna i formirati vodeni film. Vodeni film apsorbira vodenu paru u atmosferi kako bi poboljšao dielektričnu funkciju vlakana, smanjio površinski specifični otpor vlakana i ubrzao curenje neto elektrostatičkog naboja.
Prednosti: Pošto je antistatik unutar osnovnog polimera, njegova trajnost je bolja.
Nedostaci: Funkcija antistatičkog sredstva zavisi od njegove higroskopnosti, koja je predodređena da zavisi od vlažnosti okoline. Pod niskom vlagom (RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
Treća faza
Faza površinskog premaza od metalnih vlakana i provodnog materijala.
1. Metalno provodno vlakno: Provodno vlakno je napravljeno korišćenjem odličnih provodnih svojstava 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. Trenutno se najviše koriste vlakna od nerđajućeg čelika 304, 304L i 316, 316L. Glavna metoda proizvodnje je metoda direktnog istezanja. Metalna žičana šipka se više puta proteže kroz matricu kako bi se dobila vlakna promjera od 4 do 10 μm (trenutno je najtanja dosegla manje od 1 μm), s prekidnom čvrstoćom od 5 do 15 cN/dtex i izduženjem kidanja od 3,0 do 5,0%. Vlakna od nerđajućeg čelika imaju odličnu izdržljivost, toplotnu provodljivost, otpornost na savijanje, otpornost na habanje i zaštitu od zračenja. Kada je sadržaj metalnih vlakana veći od 0,5%, tkanina ima određena antistatička svojstva. 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 antistatička svojstva
Napomena: Električna provodljivost vlakana od nehrđajućeg čelika raste s povećanjem finoće, kada je finoća manja od 8 μm, smanjuje se s povećanjem finoće. Nedostaci: vlakna su kruta, kohezija je nešto lošija, boja je loša, a cijena vlakana je viša.
2. Provodljiva vlakna obložena na površini provodnog materijala:
Ovo vlakno predstavlja provodljivo vlakno s površinskim-obloženim čađom koje je prvo razvila njemačka kompanija BASF 1960-ih. Metoda proizvodnje je premazivanje i fiksiranje metala, ugljika, provodljivih polimera i drugih provodljivih supstanci na površini običnih vlakana fizičkim i hemijskim metodama. Provodne komponente ovog vlakna su raspoređene po površini vlakna, tako da je antistatički efekat dobar, ali u procesu upotrebe provodna supstanca lako pada, tako da se gubi provodljivost.
Četvrta faza
Stepen kompozitnog provodnog vlakna.
Godine 1975. DuPont je koristio kompozitnu tehnologiju predenja da napravi kompozitno provodljivo vlakno koje sadrži provodno jezgro čađe-Antron (Antron III). Kao rezultat toga, velike kompanije za proizvodnju hemijskih vlakana započele su istraživanje i razvoj kompozitnih vlakana koja koriste čađu kao provodnu komponentu. Monsanto je razvio provodna vlakna -uporedo-, Japan Bell Textile je razvio najlonska provodna vlakna, Unijica, 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 kompozitna čađa provodljivo vlakno koristi čađu kao provodnu komponentu, vlakno je obično crno sivo, što ograničava opseg primjene.
Pojava kompozitnih provodnih vlakana čađe potaknula je razvoj i proizvodnju umetnutih antistatičkih tkanina.
Peta faza
Faza razvoja izbjeljivanja provodnih vlakana.
Osamdesetih godina prošlog vijeka počelo je istraživanje izbjeljivanja provodnih vlakana. Uobičajena metoda je korištenje sulfida, jodida ili oksida metala kao što su bakar, srebro, nikl i kadmij za miješanje ili kompozitno centrifugiranje s običnim polimerima za pravljenje provodnih vlakana. Na primjer, provodljivo vlakno napravljeno od CuS provodnog sloja kemijskom reakcijom; provodno vlakno T-25 kompanije Teijin koje sadrži CuI; provodljivo vlakno koje sadrži Zn0 koje proizvodi Zhongfang Company; kompanije kao što je Unijka proizvodile su i bijela Conductive fiber. Performanse bijelih provodnih vlakana koja koriste spojeve metala ili okside kao provodne materijale nisu tako dobre kao kompozitna provodna vlakna od čađe, ali njihova primjena nije ograničena bojom.
Šesta faza
Faza istraživanja i razvoja polimernih provodnih vlakana
Polimerno provodljivo vlakno je intrinzično polimerno vodljivo vlakno napravljeno dopiranjem polimernog materijala. Kao što su polipirol, politiofen, polianilin i drugi polimerni materijali. Ovi intrinzični provodljivi polimeri imaju visoku provodljivost (do 10¯³~10¯²s/cm).
Određeni ohrabrujući napredak postignut je u istraživanju takvih materijala. Ali još uvijek postoje neke poteškoće u praktičnoj primjeni, uglavnom zbog loših performansi obrade. Osim toga, istraživanja supravodljivosti polimera u zemlji i inostranstvu su također u toku. Istraživanja o inteligentnom tekstilu elektronskih informacija su također u toku.
Domaća istraživanja i razvoj provodnih vlakana relativno kasno. U 1980-im je počela domaća proizvodnja metalnih vlakana i karbonskih vlakana, ali je proizvodnja bila mala. Većina potrebnih provodnih vlakana se uvozi. Najranije domaće istraživanje i razvoj metalnih vlakana su naučno-istraživačke institucije kao što je Institut za rudarstvo i metalurgiju Lanzhou 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 Yousi iz Akademije tekstilnih nauka. Trenutna tehnologija je relativno zrela. Postoji i dosta domaćih univerziteta, naučnoistraživačkih institucija i nekih velikih preduzeća koja su uspješno razvila niz organskih provodnih vlakana i bijelih provodnih vlakana.
Kao što su: bakar-prevučena, niklovana metalna poliesterska provodna vlakna, bakar jodid provodna akrilna vlakna, provodna vlakna od mješavine bakar jodidnog poliestera, kompozitna vlakna čađe, itd. U pogledu tehnologije proizvodnje bijelih provodnih vlakana, domaće kompanije su uspješno razvile tehnologiju{3} Generalno, još uvijek postoji određeni jaz sa naprednim stranim nivoom, kao što su kvalitet i stabilnost proizvoda.
