Prima etapă
Etapa de tratare a suprafeței fibrei sau țesăturii cu agent antistatic higroscopic.
Apa are o conductivitate electrică foarte mare. Atâta timp cât o cantitate mică de apă este absorbită, conductivitatea polimerului poate fi îmbunătățită semnificativ. Apa poate oferi un mediu de transfer pentru sarcinile electrice și poate promova mișcarea ionilor către electrodul opus, iar atunci când apa scade, aceasta poate fi completată din atmosferă. Folosind această caracteristică a apei, s-au dezvoltat o serie de agenți antistatici. Agenții antistatici sunt agenți tensioactivi cu grupări hidrofile și hidrofobe. Grupul hidrofob indică suprafața materialului fibros, se adsorbe pe interfața de fază și schimbă starea interfeței de fază; gruparea hidrofilă indică spațiul, absorbind umiditatea din atmosferă.
Agenții antistatici au, în general, aceste tipuri de efecte asupra suprafeței fibrelor și a produselor acestora:
1. Efect higroscopic: pe suprafața materialului fibros se formează o peliculă de apă monomoleculară continuă.
2. Efectul de reducere a rezistenței specifice: pelicula de apă de pe suprafața materialului din fibre îmbunătățește coeficientul dielectric al materialului din fibre, reducând astfel eficient rezistența specifică a suprafeței.
3. Îmbunătățiți conductivitatea ionică: creșteți concentrația de ioni pe suprafața materialului din fibre și creșteți conductivitatea ionilor (inclusiv a protonilor) în vaporii de apă.
4. Promovați dizolvarea electrolitului: asigurați un loc pentru dizolvarea dioxidului de carbon în aer și a electrolitului prezent în materialul fibros.
5. Neutralizare electrică: Când semnul de încărcare al agentului antistatic este opus celui al materialului din fibre, va avea loc neutralizarea electrică.
Avantaje: prelucrare convenabilă, cost redus și efect antistatic evident.
Dezavantaje: Performanța antistatică este foarte dependentă de umiditatea mediului. Când umiditatea este scăzută (RH<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
a doua etapă
Adăugați agent antistatic în interiorul fibrei pentru a modifica fibra.
O componentă de agent antistatic este adăugată în interiorul polimerului de bază, amestecată sau copolimerizată cu polimerul de bază, iar o metodă de filare compozită este utilizată pentru a face o fibră antistatică compozită cu miez de mare-insula sau piele-. Faza insulă sau miezul este un polimer care conține un agent antistatic, iar polimerul de bază ca fază marina sau piele este corpul principal al fibrei, care protejează gruparea hidrofilă a polimerului și își asumă funcția de bază a fibrei. Agenții antistatici din interiorul fibrelor antistatice sunt în mare parte surfactanți polari sau ionici. Structura sa moleculară are, de asemenea, grupări hidrofile și grupări hidrofobe. Grupările hidrofobe au o anumită compatibilitate cu polimerii bazici, în timp ce grupările hidrofile le fac higroscopice.
Mecanismul antistatic al fibrei antistatice: Grupa hidrofilă conținută în agentul antistatic din interiorul fibrei poate migra către stratul de suprafață al fibrei și poate forma o peliculă de apă. Pelicula de apă absoarbe vaporii de apă în atmosferă pentru a îmbunătăți funcția dielectrică a fibrei, pentru a reduce rezistența specifică suprafeței fibrei și pentru a accelera scurgerea sarcinii electrostatice nete.
Avantaje: Deoarece agentul antistatic se află în interiorul polimerului de bază, durabilitatea acestuia este mai bună.
Dezavantaje: Funcția agentului antistatic depinde de higroscopicitatea acestuia, care este destinată să depindă de umiditatea mediului ambiant. În condiții de umiditate scăzută (RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
A treia etapă
Etapa de acoperire a suprafeței cu fibre metalice și material conductiv.
1. Fibră conductivă de metal: Fibra conductivă este realizată folosind proprietățile conductoare excelente ale metalului, ceea ce o face cea mai veche și adevărată fibră conductivă. Rezistivitatea sa poate atinge 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Metalele utilizate în mod obișnuit pentru fibrele metalice sunt: oțel inoxidabil, cupru, aluminiu, nichel, aur, argint etc. În prezent, cele mai utilizate sunt fibrele de oțel inoxidabil 304, 304L și 316, 316L. Principala metodă de producție este metoda de întindere directă. Tija metalic este întinsă în mod repetat prin matriță pentru a produce fibre cu un diametru de 4 până la 10 μm (în prezent, cea mai subțire a ajuns la mai puțin de 1 μm), cu o rezistență la rupere de 5 până la 15 cN/dtex și o alungire la rupere de 3,0 până la 5,0%. Fibra de oțel inoxidabil are durabilitate excelentă, conductivitate termică, rezistență la îndoire, rezistență la uzură și protecție împotriva radiațiilor. Când conținutul de fibre metalice este mai mare de 0,5%, materialul are anumite proprietăți antistatice. Când conținutul de fibre metalice este de 2 până la 5%, materialul are proprietăți antistatice bune. Când conținutul de fibre metalice este mai mare de 8%, materialul nu numai că are proprietăți antistatice, dar are și anumite proprietăți de ecranare a undelor electromagnetice.
Conținut de fibre metalice și proprietăți antistatice
Notă: Conductivitatea electrică a fibrei de oțel inoxidabil crește odată cu creșterea fineței, când finețea este mai mică de 8μm, scade odată cu creșterea fineței. Dezavantaje: fibra este rigidă, coeziunea este puțin mai proastă, vopsibilitatea este slabă, iar prețul fibrei este mai mare.
2. Fibră conductivă acoperită pe suprafața materialului conductor:
Această fibră este reprezentată de fibra conductivă acoperită cu suprafața-negru de fum, dezvoltată pentru prima dată de compania germană BASF în anii 1960. Metoda de producție este de a acoperi și fixa metal, carbon, polimer conducător și alte substanțe conductoare pe suprafața fibrelor obișnuite prin metode fizice și chimice. Componentele conductoare ale acestei fibre sunt distribuite pe suprafața fibrei, astfel încât efectul antistatic este bun, dar în procesul de utilizare, substanța conductivă se desprinde ușor, astfel încât performanța conductivă se pierde.
A patra etapă
Treapta de fibre conductoare compozite.
În 1975, DuPont a folosit tehnologia de filare compozită pentru a face fibre conductoare compozite care conțin miez conductor de negru de fum-Antron (Antron III). Ca urmare, marile companii de fibre chimice au început cercetarea și dezvoltarea fibrelor compozite care folosesc negru de fum ca componentă conducătoare. Monsanto a dezvoltat fibre conductoare alăturate-{-, Japan Bell Textile a dezvoltat fibre conductoare de nailon, Unijica, Kuraray și Toyobo au dezvoltat succesiv fibre conductoare compozite. În această perioadă, fibra conductivă compozită de negru de fum a fost foarte dezvoltată. Până la sfârșitul anilor 1980, producția anuală a Japoniei a ajuns la 200 de tone. Deoarece fibra conductivă compozită de negru de fum folosește negru de fum ca componentă conducătoare, fibra este de obicei gri negru, ceea ce limitează domeniul de aplicare.
Apariția fibrelor conductoare compozite de negru de fum a promovat dezvoltarea și producția de țesături antistatice încrustate.
A cincea etapă
Etapa de dezvoltare a albirii fibrelor conductoare.
În anii 1980 au început cercetările de albire a fibrelor conductoare. O metodă obișnuită este de a folosi sulfuri, ioduri sau oxizi ai metalelor, cum ar fi cuprul, argintul, nichelul și cadmiul pentru a amesteca sau a fila compozit cu polimeri obișnuiți pentru a face fibre conductoare. De exemplu, fibra conductivă realizată din strat conducător de CuS prin reacție chimică; fibra conductivă T-25 fabricată de Compania Teijin și care conține CuI; fibra conductivă care conține Zn0 fabricată de compania Zhongfang; companii precum Unijka au făcut și fibre conductive albe. Performanța fibrelor conductoare albe care folosesc compuși metalici sau oxizi ca materiale conductoare nu este la fel de bună ca fibrele conductoare compozite de negru de fum, dar aplicarea lor nu este limitată de culoare.
A șasea etapă
Etapa de cercetare și dezvoltare a fibrei conductoare polimerice
Fibra conductivă polimerică este o fibră conductivă polimerică intrinsecă realizată prin doparea unui material polimeric. Cum ar fi polipirol, politiofen, polianilină și alte materiale polimerice. Acești polimeri conductivi intrinseci au o conductivitate ridicată (până la 10¯³~10¯²s/cm).
S-au făcut unele progrese încurajatoare în cercetarea unor astfel de materiale. Dar există încă unele dificultăți în aplicarea practică, în principal din cauza performanței slabe de procesare. În plus, cercetările privind supraconductibilitatea polimerilor în țară și în străinătate sunt, de asemenea, în curs de desfășurare. Cercetările privind textilele inteligente ale informațiilor electronice sunt, de asemenea, în curs.
Cercetarea și dezvoltarea internă a fibrelor conductoare este relativ târziu. În anii 1980, a început producția internă de fibre metalice și fibre de carbon, dar producția a fost mică. Cele mai multe dintre fibrele conductoare necesare sunt importate. Cea mai timpurie cercetare și dezvoltare internă a fibrelor metalice sunt instituții de cercetare științifică, cum ar fi Institutul de Mine și Metalurgie Lanzhou și unele întreprinderi, cum ar fi fabrica 540 din Xinxiang. Cercetarea și dezvoltarea internă a fibrelor conductoare compozite de negru de fum includ Wuxi Textile Research Institute și China Textile Yousi de la Academia de Științe Textile. Tehnologia actuală este relativ matură. Există, de asemenea, destul de multe universități interne, instituții de cercetare științifică și unele întreprinderi mari care au dezvoltat cu succes o varietate de fibre conductoare organice și fibre conductoare albe.
Cum ar fi: cupru-fibră conductoare de poliester metalic{- placată cu nichel, fibră acrilică conducătoare de iodură de cupru, fibră conductivă din fire amestecate de poliester cu iodură de cupru, fibră compozită de negru de fum etc. În ceea ce privește tehnologia de producție a fibrelor conductoare albe, companiile autohtone au dezvoltat cu succes tehnologia de tip - insulare. În general, există încă un anumit decalaj cu nivelul străin avansat, cum ar fi calitatea și stabilitatea produsului.
