Перший етап
Етап обробки поверхні волокна або тканини гігроскопічним антистатиком.
Вода має дуже високу електропровідність. Поки поглинається невелика кількість води, провідність полімеру може бути значно покращена. Вода може забезпечити середовище для перенесення електричних зарядів і сприяти руху іонів до протилежного електрода, а коли вода зменшується, вона може поповнюватися з атмосфери. Використовуючи цю властивість води, було розроблено серію антистатиків. Антистатики - це поверхнево-активні речовини з гідрофільними і гідрофобними групами. Гідрофобна група вказує на поверхню волокнистого матеріалу, адсорбується на поверхні розділу фаз і змінює стан поверхні розділу фаз; гідрофільна група вказує на простір, адсорбуючи вологу в атмосфері.
Антистатики, як правило, мають такий вплив на поверхню волокон та виробів з них:
1. Гігроскопічний ефект: на поверхні волокнистого матеріалу утворюється суцільна мономолекулярна плівка води.
2. Ефект зменшення питомого опору: водна плівка на поверхні волокнистого матеріалу покращує коефіцієнт діелектрика волокнистого матеріалу, тим самим ефективно зменшуючи поверхневий питомий опір.
3. Підвищити іонну провідність: збільшити концентрацію іонів на поверхні волокнистого матеріалу та підвищити провідність іонів (включаючи протони) у водяній парі.
4. Сприяти розчиненню електроліту: забезпечте місце для розчинення вуглекислого газу в повітрі та електроліту, присутнього у волокнистому матеріалі.
5. Електрична нейтралізація: коли знак заряду антистатика протилежний знаку заряду волокнистого матеріалу, відбудеться електрична нейтралізація.
Переваги: зручна обробка, низька вартість, явний антистатичний ефект.
Недоліки: антистатичні характеристики дуже залежать від вологості навколишнього середовища. Коли вологість низька (RH<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
другий етап
Додайте антистатик всередину волокна, щоб модифікувати волокно.
Компонент антистатичного агента додається всередину основного полімеру, змішується або співполімеризується з основним полімером, а композитний метод прядіння використовується для виготовлення композитного антистатичного волокна sea-island або skin-core. Острівна фаза або серцевина є полімером, що містить антистатичний агент, а основний полімер, як морська фаза або оболонка, є основною частиною волокна, яка захищає гідрофільну групу полімеру та виконує основну функцію волокна. Антистатики всередині антистатичних волокон - це переважно полярні або іонні поверхнево-активні речовини. Його молекулярна структура також має гідрофільні та гідрофобні групи. Гідрофобні групи мають певну сумісність з основними полімерами, тоді як гідрофільні групи роблять їх гігроскопічними.
Антистатичний механізм антистатичного волокна: гідрофільна група, що міститься в антистатичному агенті всередині волокна, може мігрувати до поверхневого шару волокна та утворювати водяну плівку. Водяна плівка поглинає водяну пару в атмосфері для покращення діелектрика волокна, зменшення питомого опору поверхні волокна та прискорення витоку чистого електростатичного заряду.
Переваги: Оскільки антистатик знаходиться всередині основного полімеру, його довговічність краща.
Недоліки: функція антистатика залежить від його гігроскопічності, яка залежить від вологості навколишнього середовища. При низькій вологості (RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
Третій етап
Етап покриття поверхні металевого волокна та провідного матеріалу.
1. Металеве провідне волокно: провідне волокно виготовляється з використанням чудових провідних властивостей 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. В даний час найбільш широко використовуються волокна з нержавіючої сталі 304, 304L і 316, 316L. Основний спосіб виробництва - метод прямого витягування. Металевий дріт кілька разів протягують через головку для отримання волокон діаметром від 4 до 10 мкм (наразі найтонші досягли менше 1 мкм), з міцністю на розрив від 5 до 15 сН/дтекс і подовженням при розриві від 3,0 до 5,0%. Волокно з нержавіючої сталі має відмінну міцність, теплопровідність, стійкість до вигину, зносостійкість і захист від радіації. Коли вміст металевих волокон перевищує 0,5%, тканина має певні антистатичні властивості. При вмісті металевих волокон 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 антистатичні властивості
Примітка. Електропровідність волокна з нержавіючої сталі збільшується зі збільшенням тонкості, коли тонкість менше 8 мкм, вона зменшується зі збільшенням тонкості. Недоліки: волокно жорстке, зчеплення трохи гірше, погана здатність до фарбування, вища ціна волокна.
2. Провідне волокно, покрите поверхнею провідного матеріалу:
Це волокно представлене провідним волокном із вуглецевим-покриттям, уперше розробленим німецькою компанією BASF у 1960-х роках. Метод виробництва полягає в нанесенні та фіксації металу, вуглецю, провідного полімеру та інших провідних речовин на поверхні звичайних волокон фізичними та хімічними методами. Провідні компоненти цього волокна розподілені по поверхні волокна, тому антистатичний ефект хороший, але в процесі використання провідна речовина легко відпадає, так що провідні характеристики втрачаються.
Четвертий етап
Композитний провідний волоконний каскад.
У 1975 році компанія DuPont використала технологію композиційного прядіння для виготовлення композитного провідного волокна з провідним сердечником із сажі-Antron (Antron III). У результаті великі компанії з виробництва хімічних волокон розпочали дослідження та розробку композитних волокон, які використовують сажу як провідний компонент. Компанія Monsanto розробила електропровідні волокна, розташовані поруч, Japan Bell Textile розробила нейлонові електропровідні волокна, Unijica, Kuraray і Toyobo послідовно розробили композитні електропровідні волокна. Протягом цього періоду вуглецеве композитне електропровідне волокно було значно розроблено. До кінця 1980-х річний обсяг виробництва Японії досяг 200 тонн. Оскільки композитне провідне волокно з сажі використовує вуглецеву сажу як провідний компонент, волокно зазвичай чорно-сірого кольору, що обмежує сферу застосування.
Поява електропровідних волокон з композитного вуглецю сприяла розробці та виробництву інкрустованих антистатичних тканин.
П'ятий етап
Стадія розвитку відбілювання провідних волокон.
У 1980-х роках було розпочато дослідження відбілювання провідних волокон. Поширеним методом є використання сульфідів, йодидів або оксидів металів, таких як мідь, срібло, нікель і кадмій, для змішування або композиційного формування зі звичайними полімерами для виготовлення провідних волокон. Наприклад, провідне волокно, виготовлене з провідного шару CuS шляхом хімічної реакції; струмопровідне волокно Т-25 виробництва Teijin Company, що містить CuI; провідне волокно, що містить Zn0, виготовлене компанією Zhongfang; такі компанії, як Unijka, також виготовляли біле провідне волокно. Ефективність білих провідних волокон, які використовують сполуки металів або оксиди як провідні матеріали, не така хороша, як провідні волокна з композитного вуглецю, але їхнє застосування не обмежується кольором.
Шостий етап
Стадія дослідження та розробки полімерного провідного волокна
Полімерне провідне волокно — це власне полімерне провідне волокно, виготовлене легуванням полімерного матеріалу. Такі як поліпірол, політіофен, поліанілін та інші полімерні матеріали. Ці власно провідні полімери мають високу електропровідність (до 10¯³~10¯²s/см).
У дослідженні таких матеріалів було досягнуто певного обнадійливого прогресу. Але є ще деякі труднощі в практичному застосуванні, в основному через низьку продуктивність обробки. Крім того, ведуться дослідження надпровідності полімерів у країні та за кордоном. Також тривають дослідження інтелектуального текстилю електронної інформації.
Вітчизняні дослідження і розробки провідних волокон відносно пізні. У 1980-х роках почалося домашнє виробництво металевого волокна і вуглецевого волокна, але випуск був невеликим. Більшість необхідних струмопровідних волокон імпортується. Найпершими вітчизняними дослідженнями та розробками металевих волокон є науково-дослідні установи, такі як Інститут гірничої справи та металургії Ланьчжоу та деякі підприємства, такі як фабрика 540 у Сіньсяні. Внутрішні дослідження та розробки провідних волокон із композитних вуглецевих матеріалів включають Науково-дослідний інститут текстилю Wuxi та Академію текстильних наук China Textile Yousi. Поточна технологія відносно зріла. Існує також чимало вітчизняних університетів, науково-дослідних установ і деяких великих підприємств, які успішно розробили різноманітні органічні провідні волокна та білі провідні волокна.
Як-от: мідне -поліефірне волокно з нікельованим-покриттям, провідне акрилове волокно з йодиду міді, провідне волокно зі змішаної пряжі із йодистого міді поліефірного волокна, композитне волокно із сажі тощо. Що стосується технології виробництва білих провідних волокон, вітчизняні компанії успішно розробили технологію волокон-острівного типу тощо. Загалом, певний відрив від передового зарубіжного рівня, як якість і стабільність продукції, все ще є.
