Перший етап
Використовуйте гігроскопічний антистатик для обробки поверхні волокна або тканини.
Вода має високу електропровідність. Поки поглинається невелика кількість води, провідність полімеру може бути значно покращена. Вода може забезпечити середовище для перенесення заряду, сприяти руху іонів до протилежного електрода, і коли вода зменшується, вона може поповнюватися з атмосфери. Використовуючи цю властивість води, було розроблено серію антистатиків. Антистатик являє собою поверхнево-активну речовину, що має гідрофільну групу і гідрофобну групу. Гідрофобна група вказує на поверхню волокнистого матеріалу, адсорбується на поверхні розділу фаз і змінює стан поверхні розділу фаз; гідрофільна група вказує на простір і поглинає водяну пару в атмосфері.
Антистатики зазвичай виконують такі функції на поверхні волокон та виробів з них:
1. Поглинання вологи: на поверхні волокнистого матеріалу утворюється суцільна мономолекулярна плівка води.
2. Зменшення питомого опору: водяна плівка на поверхні волокнистого матеріалу збільшує коефіцієнт діелектрика волокнистого матеріалу, тим самим ефективно зменшуючи його поверхневий питомий опір.
3. Підвищити іонну провідність: збільшити концентрацію іонів на поверхні волокнистого матеріалу та підвищити його іонну (включаючи протонну) провідність у водяній парі.
4. Сприяти розчиненню електроліту: забезпечує місце для розчинення вуглекислого газу в повітрі та електролітів у волокнистих матеріалах.
5. Електрична нейтралізація: коли знак заряду антистатичного агента протилежний знаку заряду волокнистого матеріалу, це призведе до електричної нейтралізації.
Переваги: зручна обробка, низька вартість, явний антистатичний ефект.
Недоліки: антистатичні характеристики дуже залежать від вологості навколишнього середовища. При низькій вологості (RH<40%), its antistatic performance is lost and its durability is poor.
другий етап
Додайте антистатик всередину волокна, щоб модифікувати волокно.
Компонент антистатичного агента додається до основного полімеру, змішується або співполімеризується з основним полімером, і композиційне антистатичне волокно з морським-острівцем або оболонкою-серцевини виготовляється методом композитного прядіння. Острівна фаза або серцевина є полімером, що містить антистатичний агент, а основний полімер, як морська фаза або оболонка, є основною частиною волокна, яка захищає полімер гідрофільної групи та виконує основну функцію волокна. Антистатичним агентом всередині антистатичного волокна є переважно полярна або іонна поверхнево-активна речовина. Його молекулярна структура також має гідрофільні та гідрофобні групи. Гідрофобна група має певний ступінь сумісності з основним полімером, тоді як гідрофільна група робить його певним ступенем гігроскопічності.
Антистатичний механізм антистатичного волокна: гідрофільна група, що міститься в антистатичному агенті всередині волокна, може мігрувати на поверхню волокна та утворювати водяну плівку. Водяна плівка поглинає атмосферну водяну пару, щоб збільшити діелектрик волокна. Функція зменшення питомого опору поверхні волокна та прискорення витоку чистого електростатичного заряду.
Переваги: Оскільки антистатик знаходиться всередині основного полімеру, його довговічність краща.
Недоліки: Ефект антистатика залежить від його гігроскопічності, яка приречена на свою залежність від вологості навколишнього середовища. При низькій вологості (RH<40%) conditions, it will lose its antistatic performance. The dosage is large.
Третій етап
Етап покриття поверхні металевого волокна та провідного матеріалу.
1. Металеве провідне волокно: провідне волокно виготовляється з використанням чудової провідності металу, що робить його першим і справжнім провідним волокном. Його питомий опір може досягати 10¯²-10¯¹ Ом · см. Зазвичай для металевих волокон використовуються такі метали: нержавіюча сталь, мідь, алюміній, нікель, золото, срібло тощо. Найбільш широко використовуються волокна з нержавіючої сталі 304, 304L і 316, 316L. Основний спосіб виготовлення - прямий спосіб витяжки. Металевий дріт багаторазово протягується через фільєру, щоб утворити волокно діаметром 4-10 мкм (наразі найтонше менше 1 мкм), міцність на розрив становить 5-15 сН/дтекс, а подовження на розрив становить 3,0-5,0%. Волокно з нержавіючої сталі має чудову міцність, теплопровідність, стійкість до вигину, стирання та стійкість до радіації. Коли вміст металевого волокна перевищує 0,5%, тканина має певні антистатичні властивості, а коли вміст металевого волокна становить від 2 до 5%, тканина має хороші антистатичні властивості. Коли вміст металевих волокон перевищує 8%, тканина не тільки має антистатичні властивості, але й має певні властивості екранування електромагнітних хвиль.
Вміст металевих волокон і анти{0}}статичні властивості
Примітка. Електропровідність волокна з нержавіючої сталі збільшується зі збільшенням тонкості. Коли тонкість становить менше 8 мкм, вона зменшується зі збільшенням тонкості. Недоліки: волокно більш жорстке, сила зчеплення трохи гірша, погана здатність до фарбування, вища ціна волокна.
2. Поверхня провідного матеріалу покрита провідним волокном:
Це волокно представлено електропровідним волокном із вуглецевим-покриттям, яке вперше було розроблено компанією BASF у Німеччині в 1960-х роках. Метод виробництва полягає в нанесенні та фіксації металу, вуглецю, провідного полімеру та інших провідних матеріалів на поверхні звичайних волокон фізичними та хімічними методами. Провідні компоненти цього волокна розподілені по поверхні волокна, тому антистатичний ефект хороший, але в процесі використання провідний матеріал легко відпадає, і провідні характеристики втрачаються.
Четвертий етап
Композитний провідний волоконний каскад.
У 1975 році компанія DuPont використала технологію композиційного прядіння, щоб виготовити композитне провідне волокно з вуглецевою провідною серцевиною-Antron III. У результаті великі компанії з виробництва хімічних волокон почали досліджувати та розробляти композитні волокна з технічним вуглецем як провідним компонентом. Компанія «Монсанто» розробила провідні волокна -{5}}поряд, Kanebo розробила нейлонові провідні волокна, а Unijika, Kuraray і Toyobo послідовно розробили композитні провідні волокна. У цей період було значно розроблено електропровідне волокно з вуглецевого матеріалу. До кінця 1980-х річний обсяг виробництва Японії досяг 200 тонн. Оскільки провідне волокно з композитного вуглецю використовує сажу як провідний компонент, волокно зазвичай темно-сіре, що обмежує сферу застосування.
Поява вуглецевих композитних електропровідних волокон сприяє розробці та виробництву інкрустованих антистатичних тканин.
П'ятий етап
Стадія відбілювання провідного волокна.
У 1980-х роках були розпочаті дослідження з відбілювання провідних волокон. Загальний метод полягає у використанні міді, срібла, нікелю та кадмію та інших сульфідів металів, йодидів або оксидів і звичайних полімерів для змішування або композиційного прядіння для виготовлення провідних волокон. Наприклад, провідне волокно провідного шару CuS виготовляється шляхом хімічної реакції; провідне волокно Т-25, що містить CuI, виготовляється компанією Teijin Co., Ltd.; провідне волокно, що містить Zn0, виготовляється Kanebo Co., Ltd.; Unijika та інші компанії також виготовляють біле провідне волокно. Ефективність білих провідних волокон із використанням металевих сполук або оксидів як провідних матеріалів не така хороша, як у композитних провідних волокон із сажі, але їх застосування не обмежується кольором.
Шостий етап
Стадія розробки полімерного провідного волокна.
Полімерне провідне волокно — це власне полімерне провідне волокно, виготовлене шляхом допування полімерних матеріалів. Такі як поліпірол, політіофен, поліанілін та інші полімерні матеріали. Ці внутрішньопровідні полімери мають високу електропровідність (до 10¯³~10¯²s/см).
Дослідження цього типу матеріалу досягли певного обнадійливого прогресу. Однак все ще існують деякі труднощі в практичному застосуванні, в основному через низьку продуктивність обробки. Крім того, ведуться дослідження надпровідності полімерів у країні та за кордоном. Дослідницька робота з інтелектуального текстилю електронної інформації також триває.
Вітчизняні науково-дослідні та дослідно-конструкторські роботи щодо провідних волокон відносно пізні. У 1980-х роках почалося домашнє виробництво металевого волокна та вуглецевого волокна, але виробництво було відносно невеликим. Більшість необхідних провідних волокон залежить від імпорту. Найпершими вітчизняними дослідженнями та розробками металевих волокон є Ланьчжоуський науково-дослідний інститут гірничої справи та металургії та інші науково-дослідні установи та деякі підприємства, такі як фабрика 540 у Сіньсяні. Внутрішні дослідження та розробки провідних волокон із композитних вуглецевих матеріалів включають Науково-дослідний інститут текстилю Усі та Академію текстилю China Textile Excellent Silk. Поточна технологія процесу відносно зріла. Значна кількість вітчизняних університетів і науково-дослідних установ, а також деякі великі підприємства також успішно розробили різноманітні органічні провідні волокна та білі провідні волокна.
Такі як: металеве поліестерне провідне волокно, покрите міддю та нікелем на поверхні, провідне акрилове волокно з йодиду міді, провідне волокно з йодидної міді поліефірної змішаної прядки, вуглецеве композитне волокно тощо. У технології виробництва білого провідного волокна деякі вітчизняні підприємства успішно розробили технологію волокон морських-острівів тощо. Загалом, все ще існує певний розрив із іноземним передовим рівнем, наприклад, у якості та стабільності продукції.
