De eerste fase
Gebruik een hygroscopisch antistatisch middel om de oppervlaktebehandeling van vezels of stoffen uit te voeren.
Water heeft een hoge elektrische geleidbaarheid. Zolang een kleine hoeveelheid water wordt geabsorbeerd, kan de geleidbaarheid van het polymeer aanzienlijk worden verbeterd. Water kan zorgen voor een overdrachtsmedium voor lading, de beweging van ionen naar de tegenovergestelde elektrode bevorderen, en wanneer het water wordt verminderd, kan het vanuit de atmosfeer worden aangevuld. Met behulp van deze eigenschap van water is een reeks antistatische middelen ontwikkeld. Het antistatische middel is een oppervlakteactieve stof met een hydrofiele groep en een hydrofobe groep. De hydrofobe groep wijst naar het oppervlak van het vezelmateriaal, adsorbeert op het fase-grensvlak en verandert de toestand van het fase-grensvlak; de hydrofiele groep wijst naar de ruimte en absorbeert waterdamp in de atmosfeer.
Antistatische middelen hebben over het algemeen de volgende functies op het oppervlak van vezels en hun producten:
1. Vochtopname: er wordt een continue monomoleculaire waterfilm gevormd op het oppervlak van het vezelmateriaal.
2. Vermindering van de specifieke weerstand: De waterfilm op het oppervlak van het vezelmateriaal verhoogt de diëlektrische coëfficiënt van het vezelmateriaal, waardoor de specifieke oppervlakteweerstand ervan effectief wordt verminderd.
3. Verbeter de ionengeleiding: verhoog de ionenconcentratie op het oppervlak van het vezelmateriaal en verbeter de ionengeleiding (inclusief protonen) in waterdamp.
4. Bevorder het oplossen van elektrolyten: het biedt een plaats voor het oplossen van kooldioxide in de lucht en elektrolyten in vezelmaterialen.
5. Elektrische neutralisatie: Wanneer het ladingsteken van het antistatische middel tegengesteld is aan dat van het vezelmateriaal, zal het elektrische neutralisatie veroorzaken.
Voordelen: gemakkelijke verwerking, lage kosten en duidelijk antistatisch effect.
Nadelen: De antistatische prestaties zijn sterk afhankelijk van de omgevingsvochtigheid. Bij lage luchtvochtigheid (RV<40%), its antistatic performance is lost and its durability is poor.
tweede fase
Voeg antistatisch middel toe in de vezel om de vezel te modificeren.
Er wordt een antistatisch bestanddeel aan het basispolymeer toegevoegd, gemengd of gecopolymeriseerd met het basispolymeer, en er wordt een antistatische composietvezel met zee-eiland- of omhulsel-kern gemaakt door middel van een composietspinmethode. De eilandfase of het kerngedeelte is een polymeer dat een antistatisch middel bevat, en het basispolymeer als de zeefase of het huidgedeelte is het hoofdlichaam van de vezel, dat het hydrofiele groeppolymeer beschermt en de basisfunctie van de vezel overneemt. Het antistatische middel in de antistatische vezel is meestal een polaire of ionische oppervlakteactieve stof. De moleculaire structuur heeft ook hydrofiele groepen en hydrofobe groepen. De hydrofobe groep heeft een zekere mate van compatibiliteit met het basispolymeer, terwijl de hydrofiele groep ervoor zorgt dat deze een bepaalde mate van hygroscopiciteit heeft.
Antistatisch mechanisme van antistatische vezels: De hydrofiele groep in het antistatische middel in de vezel kan naar het oppervlak van de vezel migreren en een waterfilm vormen. De waterfilm absorbeert atmosferische waterdamp om het diëlektricum van de vezel te vergroten. Functie om de oppervlaktespecifieke weerstand van de vezel te verminderen en het lekken van netto elektrostatische lading te versnellen.
Voordelen: Omdat het antistatische middel zich in het basispolymeer bevindt, is de duurzaamheid ervan beter.
Nadelen: Het effect van een antistatisch middel hangt af van de hygroscopiciteit ervan, die gedoemd is tot zijn afhankelijkheid van de omgevingsvochtigheid. Bij lage luchtvochtigheid (RH<40%) conditions, it will lose its antistatic performance. The dosage is large.
De derde fase
Metaalvezel en geleidend materiaal oppervlaktecoatingstadium.
1. Metaalgeleidende vezel: de geleidende vezel wordt gemaakt door gebruik te maken van de uitstekende geleidbaarheid van metaal, waardoor het de vroegste en echt geleidende vezel is. De soortelijke weerstand kan 10¯²-10¯¹ Ω · cm bereiken. Veelgebruikte metalen voor metaalvezels zijn: roestvrij staal, koper, aluminium, nikkel, goud, zilver, enz. De meest gebruikte zijn 304, 304L en 316, 316L roestvrijstalen vezels. De belangrijkste productiemethode is de directe tekenmethode. De metaaldraad wordt herhaaldelijk door de matrijs gespannen om een vezel te vormen met een diameter van 4-10 μm (momenteel is de dunste minder dan 1 μm), de breeksterkte is 5-15cN/dtex en de breukrek is 3,0-5,0%. Roestvrij staalvezel heeft een uitstekende duurzaamheid, warmtegeleiding, buigweerstand, slijtvastheid en stralingsweerstand. Wanneer het metaalvezelgehalte groter is dan 0,5%, heeft de stof bepaalde antistatische eigenschappen, en wanneer het metaalvezelgehalte 2 tot 5% bedraagt, heeft de stof goede antistatische eigenschappen. Wanneer het metaalvezelgehalte groter is dan 8%, heeft de stof niet alleen antistatische eigenschappen, maar ook bepaalde elektromagnetische golfafschermingseigenschappen.
Metaalvezelgehalte en anti{0}}statische eigenschappen
Opmerking: De elektrische geleidbaarheid van roestvrijstalen vezels neemt toe naarmate de fijnheid toeneemt. Wanneer de fijnheid minder dan 8 μm bedraagt, neemt deze af naarmate de fijnheid toeneemt. Nadelen: de vezel is stijver, de cohesiekracht is iets slechter, de verfbaarheid is slecht en de vezelprijs is hoger.
2. Het oppervlak van geleidend materiaal is bedekt met geleidende vezels:
Deze vezel wordt vertegenwoordigd door de met roet bedekte geleidende vezel met een-coating die voor het eerst werd ontwikkeld door BASF in Duitsland in de jaren zestig. De productiemethode bestaat uit het coaten en fixeren van metaal, koolstof, geleidend polymeer en andere geleidende materialen op het oppervlak van gewone vezels door middel van fysische en chemische methoden. De geleidende componenten van deze vezel zijn verdeeld over het oppervlak van de vezel, dus het antistatische effect is goed, maar tijdens het gebruik valt het geleidende materiaal er gemakkelijk af en gaan de geleidende prestaties verloren.
Vierde fase
Composiet geleidende vezeltrap.
In 1975 gebruikte DuPont composietspintechnologie om geleidende composietvezels met een geleidende carbonblack-kern te maken-Antron III. Als gevolg hiervan zijn grote chemische vezelbedrijven begonnen met het onderzoeken en ontwikkelen van composietvezels met roet als geleidende component. Monsanto heeft geleidende vezels naast-aan-zij ontwikkeld, Kanebo heeft geleidende nylonvezels ontwikkeld, en Unijika, Kuraray en Toyobo hebben achtereenvolgens geleidende composietvezels ontwikkeld. Gedurende deze periode werd de geleidende koolstofzwartcomposietvezel sterk ontwikkeld. Tegen het einde van de jaren tachtig bedroeg de jaarlijkse productie van Japan 200 ton. Omdat de geleidende carbonblack-composietvezel carbonblack als geleidende component gebruikt, is de vezel meestal donkergrijs, wat het toepassingsgebied beperkt.
De opkomst van geleidende koolstofzwartcomposietvezels bevordert de ontwikkeling en productie van ingelegde antistatische stoffen.
Vijfde etappe
De whitening-ontwikkelingsfase van geleidende vezels.
In de jaren tachtig werd begonnen met onderzoek naar het bleken van geleidende vezels. De gebruikelijke methode is het gebruik van koper, zilver, nikkel en cadmium en andere metaalsulfiden, jodiden of oxiden en gewone polymeren om te mengen of composietspinnen om geleidende vezels te maken. De geleidende vezel van de CuS-geleidende laag wordt bijvoorbeeld gemaakt door een chemische reactie; de geleidende vezel T-25 die CuI bevat, is gemaakt door Teijin Co., Ltd.; de geleidende vezel die ZnO bevat, is gemaakt door Kanebo Co., Ltd.; Unijika en andere bedrijven hebben ook witte geleidende vezels gemaakt. De prestaties van witte geleidende vezels die metaalverbindingen of oxiden als geleidende materialen gebruiken, zijn niet zo goed als die van geleidende koolstofzwartcomposietvezels, maar de toepassing ervan wordt niet beperkt door de kleur.
Zesde etappe
De ontwikkelingsfase van polymeer geleidende vezels.
Polymeergeleidende vezels zijn intrinsieke polymeergeleidende vezels gemaakt door dotering van polymeermaterialen. Zoals polypyrrool, polythiofeen, polyaniline en andere polymeermaterialen. Deze intrinsiek geleidende polymeren hebben een hoge geleidbaarheid (tot 10¯³~10¯²s/cm).
Onderzoek naar dit soort materiaal heeft enige bemoedigende vooruitgang geboekt. Er zijn echter nog steeds enkele problemen bij de praktische toepassing, voornamelijk als gevolg van slechte verwerkingsprestaties. Daarnaast wordt er in binnen- en buitenland onderzoek gedaan naar de supergeleiding van polymeren. Er wordt ook onderzoek gedaan naar het intelligente textiel van elektronische informatie.
Het binnenlandse onderzoeks- en ontwikkelingswerk op het gebied van geleidende vezels komt relatief laat op gang. In de jaren tachtig begon de binnenlandse productie van metaalvezels en koolstofvezels, maar de productie was relatief klein. De meeste benodigde geleidende vezels zijn afhankelijk van import. Het vroegste binnenlandse onderzoek en de ontwikkeling van metaalvezels zijn het Lanzhou Research Institute of Mining and Metallurgy en andere wetenschappelijke onderzoeksinstellingen en enkele ondernemingen, zoals de 540-fabriek in Xinxiang. Het binnenlandse onderzoek en de ontwikkeling van geleidende composietvezels van carbon black omvatten het Wuxi Textile Research Institute en de China Textile Excellent Silk of Textile Academy. De huidige procestechnologie is relatief volwassen. Een aanzienlijk aantal binnenlandse universiteiten en wetenschappelijke onderzoeksinstellingen en enkele grote ondernemingen hebben ook met succes een verscheidenheid aan organische geleidende vezels en witte geleidende vezels ontwikkeld.
Zoals: metaal-polyester geleidende vezels bekleed met koper en nikkel op het oppervlak, geleidende acrylvezels van koperjodide, geleidende vezels gemaakt van gemengd spinnen van koperjodide-polyester, carbon black-composietvezels, enz. In de productietechnologie van witte geleidende vezels hebben sommige binnenlandse bedrijven met succes -zee-eilandvezeltechnologie ontwikkeld, enzovoort. Over het algemeen is er nog steeds een zekere kloof met het buitenlandse geavanceerde niveau, zoals op het gebied van productkwaliteit en stabiliteit.
