Prva faza
Faza površinske obrade vlakana ili tkanine higroskopnim antistatičkim sredstvom.
Voda ima vrlo visoku električnu vodljivost. Sve dok se mala količina vode apsorbira, vodljivost polimera može se značajno poboljšati. Voda može osigurati medij za prijenos električnih naboja i pospješiti kretanje iona do suprotne elektrode, a kada se količina vode smanji, može se nadopuniti iz atmosfere. Koristeći ovo svojstvo vode, razvijen je niz antistatičkih sredstava. Antistatici su površinski aktivne tvari s hidrofilnim i hidrofobnim skupinama. Hidrofobna skupina pokazuje na površinu vlaknastog materijala, adsorbira se na faznoj granici i mijenja stanje fazne sučelja; hidrofilna skupina ukazuje na prostor, adsorbirajući vlagu u atmosferi.
Antistatici općenito imaju ove vrste učinaka na površinu vlakana i njihovih proizvoda:
1. Higroskopski učinak: kontinuirani monomolekularni vodeni film nastaje na površini vlaknastog materijala.
2. Učinak smanjenja specifičnog otpora: vodeni film na površini vlaknastog materijala poboljšava dielektrični koeficijent vlaknastog materijala, čime se učinkovito smanjuje površinski specifični otpor.
3. Poboljšajte vodljivost iona: povećajte koncentraciju iona na površini vlaknastog materijala i povećajte vodljivost iona (uključujući protone) u vodenoj pari.
4. Pospješite otapanje elektrolita: osigurajte mjesto za otapanje ugljičnog dioksida u zraku i elektrolita prisutnog u vlaknastom materijalu.
5. Električna neutralizacija: Kada je predznak naboja antistatičkog sredstva suprotan predznaku vlaknastog materijala, doći će do električne neutralizacije.
Prednosti: pogodna obrada, niska cijena i očigledan antistatički učinak.
Nedostaci: Antistatička svojstva jako ovise o vlažnosti okoliša. Kada je vlažnost zraka niska (RH<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
druga faza
Dodajte antistatik unutar vlakna kako biste modificirali vlakno.
Komponenta antistatičkog sredstva dodaje se unutar osnovnog polimera, miješa ili kopolimerizira s osnovnim polimerom, a kompozitna metoda predenja koristi se za izradu kompozitnog antistatičkog vlakna morske-otok ili kože-jezgre. Otočna faza ili jezgra je polimer koji sadrži antistatik, a osnovni polimer kao morska faza ili koža je glavni dio vlakna, koji štiti hidrofilnu skupinu polimera i preuzima osnovnu funkciju vlakna. Antistatički agensi unutar antistatičkih vlakana uglavnom su polarni ili ionski tenzidi. Njegova molekularna struktura također ima hidrofilne skupine i hidrofobne skupine. Hidrofobne skupine imaju određenu kompatibilnost s osnovnim polimerima, dok ih hidrofilne skupine čine higroskopnima.
Antistatički mehanizam antistatičkog vlakna: Hidrofilna skupina sadržana u antistatičkom sredstvu unutar vlakna može migrirati na površinski sloj vlakna i formirati vodeni film. Vodeni film apsorbira vodenu paru u atmosferi kako bi poboljšao dielektrik vlakna, smanjio površinski specifični otpor vlakna i ubrzao curenje neto elektrostatskog naboja.
Prednosti: Budući da se antistatik nalazi unutar osnovnog polimera, njegova trajnost je bolja.
Nedostaci: Funkcija antistatičkog sredstva ovisi o njegovoj higroskopnosti, koja ovisi o vlažnosti okoliša. Pod niskom vlagom (RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
Treća faza
Faza površinskog premazivanja metalnih vlakana i vodljivih materijala.
1. Metalno vodljivo vlakno: Vodljivo vlakno izrađeno je korištenjem izvrsnih vodljivih svojstava metala, što ga čini najstarijim i pravim vodljivim vlaknom. Njegov otpor može doseći 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Najčešće korišteni metali za metalna vlakna su: nehrđajući čelik, bakar, aluminij, nikal, zlato, srebro itd. Trenutno se najviše koriste vlakna od nehrđajućeg čelika 304, 304L i 316, 316L. Glavna metoda proizvodnje je metoda izravnog istezanja. Metalna žičana šipka se opetovano rasteže kroz matricu kako bi se proizvela vlakna promjera od 4 do 10 μm (trenutačno je najtanje dosegnulo manje od 1 μm), s prekidnom čvrstoćom od 5 do 15 cN/dtex i prekidnim istezanjem od 3,0 do 5,0%. Vlakna od nehrđajućeg čelika imaju izvrsnu izdržljivost, toplinsku vodljivost, otpornost na savijanje, otpornost na trošenje i zaštitu od zračenja. Kada je udio metalnih vlakana veći od 0,5%, tkanina ima određena antistatička svojstva. Kada je udio metalnih vlakana 2 do 5%, tkanina ima dobra antistatička svojstva. Kada je udio metalnih vlakana veći od 8%, tkanina ne samo da ima antistatička svojstva, već ima i određena svojstva zaštite od elektromagnetskih valova.
Sadržaj metalnih vlakana i antistatička svojstva
Napomena: električna vodljivost vlakana od nehrđajućeg čelika raste s povećanjem finoće, kada je finoća manja od 8μm, smanjuje se s povećanjem finoće. Nedostaci: vlakno je kruto, kohezija je nešto lošija, sposobnost bojanja je loša, cijena vlakna je viša.
2. Vodljivo vlakno obloženo površinom vodljivog materijala:
Ovo vlakno predstavljeno je vodljivim vlaknom-obloženim čađom koje je prvo razvila njemačka tvrtka BASF 1960-ih. Metoda proizvodnje je premazivanje i fiksiranje metala, ugljika, vodljivih polimera i drugih vodljivih tvari na površini običnih vlakana pomoću fizikalnih i kemijskih metoda. Vodljive komponente ovog vlakna raspoređene su po površini vlakna, tako da je antistatički učinak dobar, ali u procesu upotrebe vodljiva tvar lako otpada, tako da se gubi vodljiva izvedba.
Četvrta faza
Kompozitni stupanj vodljivog vlakna.
Godine 1975. DuPont je upotrijebio tehnologiju predenja kompozita za izradu kompozitnih vodljivih vlakana koja sadrže vodljivu jezgru čađe-Antron (Antron III). Kao rezultat toga, velike tvrtke za proizvodnju kemijskih vlakana započele su istraživanje i razvoj kompozitnih vlakana koja koriste čađu kao vodljivu komponentu. Monsanto je razvio--poredna vodljiva vlakna, Japan Bell Textile je razvio najlonska vodljiva vlakna, Unijica, Kuraray i Toyobo su uzastopno razvili kompozitna vodljiva vlakna. Tijekom tog razdoblja, kompozitno vodljivo vlakno čađe je uvelike razvijeno. Do kraja 1980-ih godišnja proizvodnja Japana dosegla je 200 tona. Budući da kompozitno vodljivo vlakno čađe koristi čađu kao vodljivu komponentu, vlakno je obično crno sivo, što ograničava opseg primjene.
Pojava čađih kompozitnih vodljivih vlakana potaknula je razvoj i proizvodnju intarziranih antistatičkih tkanina.
Peta faza
Faza razvoja izbjeljivanja vodljivih vlakana.
Osamdesetih godina prošlog stoljeća započelo je istraživanje izbjeljivanja vodljivih vlakana. Uobičajena metoda je korištenje sulfida, jodida ili oksida metala kao što su bakar, srebro, nikal i kadmij za miješanje ili kompozitno centrifugiranje s običnim polimerima za izradu vodljivih vlakana. Na primjer, vodljivo vlakno izrađeno od CuS vodljivog sloja kemijskom reakcijom; vodljivo vlakno T-25 koje proizvodi Teijin Company i koje sadrži CuI; vodljivo vlakno koje sadrži Zn0 koje proizvodi Zhongfang Company; tvrtke kao što je Unijka također su proizvodile bijela vodljiva vlakna. Učinkovitost bijelih vodljivih vlakana koja koriste metalne spojeve ili okside kao vodljive materijale nije tako dobra kao kompozitna vodljiva vlakna čađe, ali njihova primjena nije ograničena bojom.
Šesta faza
Faza istraživanja i razvoja polimernih vodljivih vlakana
Polimerno vodljivo vlakno je intrinzično polimerno vodljivo vlakno izrađeno dopiranjem polimernog materijala. Kao što su polipirol, politiofen, polianilin i drugi polimerni materijali. Ovi intrinzični vodljivi polimeri imaju visoku vodljivost (do 10¯³~10¯²s/cm).
Postignut je ohrabrujući napredak u istraživanju takvih materijala. Ali još uvijek postoje neke poteškoće u praktičnoj primjeni, uglavnom zbog slabe obrade. Osim toga, u tijeku su istraživanja supravodljivosti polimera u zemlji i inozemstvu. U tijeku su i istraživanja o inteligentnom tekstilu elektroničkih informacija.
Domaća istraživanja i razvoj vodljivih vlakana relativno kasne. U 1980-ima je započela domaća proizvodnja metalnih vlakana i karbonskih vlakana, ali proizvodnja je bila mala. Većina potrebnih vodljivih vlakana se uvozi. Najranije domaće istraživanje i razvoj metalnih vlakana su znanstveno-istraživačke institucije kao što je Lanzhou Institut za rudarstvo i metalurgiju i neka poduzeća, kao što je tvornica 540 u Xinxiangu. Domaće istraživanje i razvoj čađe kompozitnih vodljivih vlakana uključuje Wuxi Textile Research Institute i China Textile Yousi s Akademije tekstilnih znanosti. Trenutna tehnologija je relativno zrela. Postoji također dosta domaćih sveučilišta, znanstveno-istraživačkih institucija i nekih velikih poduzeća koja su uspješno razvila niz organskih vodljivih vlakana i bijelih vodljivih vlakana.
Kao što su: pobakreno-, poniklano-metalno poliestersko vodljivo vlakno, bakreno-jodidno vodljivo akrilno vlakno, vodljivo vlakno izrađeno od bakreno-jodidnog poliesterske miješane pređe, kompozitno vlakno čađe, itd. Što se tiče proizvodne tehnologije bijelih vodljivih vlakana, domaće tvrtke uspješno su razvile tehnologiju vlakana tipa otoka-i tako dalje. Općenito, još uvijek postoji određeni jaz u odnosu na naprednu inozemnu razinu, poput kvalitete i stabilnosti proizvoda.
