La primera etapa
Utilitzeu un agent antiestàtic higroscòpic per realitzar l'etapa de tractament superficial sobre fibra o teixit.
L'aigua té una alta conductivitat elèctrica. Sempre que s'absorbeixi una petita quantitat d'aigua, la conductivitat del polímer es pot millorar significativament. L'aigua pot proporcionar un mitjà de transferència per a la càrrega, promoure el moviment dels ions cap a l'elèctrode oposat i, quan l'aigua es redueix, es pot reposar des de l'atmosfera. Utilitzant aquesta característica de l'aigua, s'han desenvolupat una sèrie d'agents antiestàtics. L'agent antiestàtic és un tensioactiu que té un grup hidròfil i un grup hidròfob. El grup hidròfob apunta a la superfície del material de fibra, s'adsorbeix a la interfície de fase i canvia l'estat de la interfície de fase; el grup hidròfil apunta a l'espai i absorbeix vapor d'aigua a l'atmosfera.
Els agents antiestàtics generalment tenen les funcions següents a la superfície de les fibres i els seus productes:
1. Absorció d'humitat: es forma una pel·lícula d'aigua monomolecular contínua a la superfície del material de fibra.
2. Reducció de la resistència específica: la pel·lícula d'aigua a la superfície del material de fibra augmenta el coeficient dielèctric del material de fibra, reduint així eficaçment la seva resistència específica de la superfície.
3. Millora la conductivitat iònica: augmenta la concentració d'ions a la superfície del material de fibra i millora la seva conductivitat iònica (inclosos els protons) en el vapor d'aigua.
4. Afavorir la dissolució d'electròlits: Proporciona un lloc per a la dissolució del diòxid de carboni a l'aire i dels electròlits dels materials de fibra.
5. Neutralització elèctrica: quan el signe de càrrega de l'agent antiestàtic és oposat al del material de fibra, produirà neutralització elèctrica.
Avantatges: processament convenient, baix cost i efecte antiestàtic evident.
Desavantatges: El rendiment antiestàtic depèn molt de la humitat ambiental. Amb poca humitat (RH<40%), its antistatic performance is lost and its durability is poor.
segona etapa
Afegiu un agent antiestàtic dins de la fibra per modificar la fibra.
S'afegeix un component d'agent antiestàtic al polímer bàsic, es barreja o es copolimeritza amb el polímer bàsic, i es fa una fibra antiestàtica composta d'-illa o funda-marí mitjançant un mètode de filatura composta. La fase illa o part central és un polímer que conté un agent antiestàtic, i el polímer bàsic com a fase marina o part de la pell és el cos principal de la fibra, que protegeix el polímer del grup hidròfil i assumeix la funció bàsica de la fibra. L'agent antiestàtic dins de la fibra antiestàtica és majoritàriament un tensioactiu polar o iònic. La seva estructura molecular també té grups hidròfils i grups hidròfobs. El grup hidròfob té un cert grau de compatibilitat amb el polímer bàsic, mentre que el grup hidròfil fa que tingui un cert grau d'higroscopicitat.
Mecanisme antiestàtic de la fibra antiestàtica: el grup hidròfil contingut en l'agent antiestàtic dins de la fibra pot migrar a la superfície de la fibra i formar una pel·lícula d'aigua. La pel·lícula d'aigua absorbeix el vapor d'aigua atmosfèric per augmentar el dielèctric de la fibra. Funció per reduir la resistència específica de la superfície de la fibra i accelerar la fuita de càrrega electrostàtica neta.
Avantatges: com que l'agent antiestàtic es troba dins del polímer bàsic, la seva durabilitat és millor.
Desavantatges: l'efecte de l'agent antiestàtic depèn de la seva higroscopicitat, que està condemnada a la seva dependència de la humitat ambiental. Amb poca humitat (RH<40%) conditions, it will lose its antistatic performance. The dosage is large.
La tercera etapa
Etapa de recobriment superficial de fibra metàl·lica i material conductor.
1. Fibra conductora de metall: la fibra conductora es fa utilitzant l'excel·lent conductivitat del metall, la qual cosa la converteix en la fibra conductora més antiga i veritable. La seva resistivitat pot arribar a 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Els metalls més utilitzats per a les fibres metàl·liques són: acer inoxidable, coure, alumini, níquel, or, plata, etc. Els més utilitzats són les fibres d'acer inoxidable 304, 304L i 316, 316L. El mètode de producció principal és el mètode de dibuix directe. El cable metàl·lic s'estira repetidament a través de la matriu per formar una fibra amb un diàmetre de 4-10μm (actualment el més prim és inferior a 1μm), la resistència a la ruptura és de 5-15cN/dtex i l'allargament de ruptura és del 3,0-5,0%. La fibra d'acer inoxidable té una excel·lent durabilitat, conductivitat tèrmica, resistència a la flexió, resistència a l'abrasió i resistència a la radiació. Quan el contingut de fibra metàl·lica és superior al 0,5%, el teixit té certes propietats antiestàtiques, i quan el contingut de fibra metàl·lica és del 2 al 5%, el teixit té bones propietats antiestàtiques. Quan el contingut de fibra metàl·lica és superior al 8%, el teixit no només té propietats antiestàtiques, sinó que també té certes propietats de protecció d'ones electromagnètiques.
Contingut de fibra metàl·lica i propietats anti-estàtiques
Nota: La conductivitat elèctrica de la fibra d'acer inoxidable augmenta amb l'augment de la finesa. Quan la finesa és inferior a 8 μm, disminueix amb l'augment de la finesa. Desavantatges: la fibra és més rígida, la força de cohesió és lleugerament pitjor, la tintura és baixa i el preu de la fibra és més alt.
2. La superfície del material conductor està recoberta de fibra conductora:
Aquesta fibra està representada per la fibra conductora recoberta de la superfície-de negre de carboni desenvolupada per BASF a Alemanya als anys 60. El mètode de producció és revestir i fixar metall, carboni, polímer conductor i altres materials conductors a la superfície de fibres ordinàries mitjançant mètodes físics i químics. Els components conductors d'aquesta fibra es distribueixen a la superfície de la fibra, de manera que l'efecte antiestàtic és bo, però en el procés d'ús, el material conductor és fàcil de caure i es perd el rendiment conductor.
Quarta etapa
Etapa de fibra conductora composta.
L'any 1975, DuPont va utilitzar la tecnologia de filat compost per fer fibra conductora composta amb un nucli conductor de negre de carboni-Antron III. Com a resultat, les principals empreses de fibres químiques han començat a investigar i desenvolupar fibres compostes amb negre de carboni com a component conductor. Monsanto ha desenvolupat fibres conductores-{-coste a costat, Kanebo ha desenvolupat fibres conductores de niló i Unijika, Kuraray i Toyobo han desenvolupat successivament fibres conductores compostes. Durant aquest període, la fibra conductora composta de negre de carboni es va desenvolupar molt. A finals de la dècada de 1980, la producció anual del Japó va arribar a les 200 tones. Com que la fibra conductora composta de negre de carboni utilitza negre de carboni com a component conductor, la fibra sol ser de color gris fosc, cosa que limita l'àmbit d'aplicació.
L'aparició de fibres conductores compostes de negre de carboni promou el desenvolupament i la producció de teixits antiestàtics incrustats.
Cinquena etapa
L'etapa de desenvolupament de blanquejament de la fibra conductora.
A la dècada de 1980 es van iniciar treballs de recerca sobre el blanqueig de fibres conductores. El mètode comú és utilitzar coure, plata, níquel i cadmi i altres sulfurs metàl·lics, iodurs o òxids i polímers ordinaris per barrejar o filar compost per fer fibres conductores. Per exemple, la fibra conductora de la capa conductora de CuS es fa per reacció química; la fibra conductora T-25 que conté CuI és fabricada per Teijin Co., Ltd.; la fibra conductora que conté Zn0 està fabricada per Kanebo Co., Ltd.; Unijika i altres empreses també han fabricat fibra conductora blanca. El rendiment de les fibres conductores blanques que utilitzen compostos metàl·lics o òxids com a materials conductors no és tan bo com el de les fibres conductores compostes de negre de carboni, però la seva aplicació no està limitada pel color.
Sisena etapa
Etapa de desenvolupament de la fibra conductora del polímer.
La fibra conductora de polímer és una fibra conductora de polímer intrínseca feta mitjançant materials polimèrics dopants. Com ara polipirrol, politiofè, polianilina i altres materials polimèrics. Aquests polímers intrínsecament conductors tenen una alta conductivitat (fins a 10¯³~10¯²s/cm).
La investigació sobre aquest tipus de material ha fet alguns avenços encoratjadors. No obstant això, encara hi ha algunes dificultats en l'aplicació pràctica, principalment a causa del mal rendiment del processament. A més, també s'està investigant la superconductivitat dels polímers a casa i a l'estranger. També s'està treballant en recerca sobre els teixits intel·ligents de la informació electrònica.
El treball nacional d'investigació i desenvolupament sobre fibres conductores és relativament tard. A la dècada de 1980, va començar la producció nacional de fibra metàl·lica i fibra de carboni, però la producció era relativament petita. La majoria de les fibres conductores necessàries depenen de les importacions. Les primeres investigacions nacionals i desenvolupament de fibres metàl·liques són l'Institut de Recerca de Mineria i Metal·lúrgia de Lanzhou i altres institucions de recerca científica i algunes empreses, com ara la fàbrica 540 de Xinxiang. La recerca i el desenvolupament nacionals de fibres conductores compostes de negre de carboni inclouen l'Institut d'Investigació Tèxtil Wuxi i l'Acadèmia Tèxtil Excel·lent de Seda de la Xina Textile. La tecnologia de procés actual és relativament madura. Un nombre considerable d'universitats nacionals i institucions de recerca científica i algunes grans empreses també han desenvolupat amb èxit una varietat de fibres conductores orgàniques i fibres conductores blanques.
Com ara: fibra conductora de polièster metàl·lic recoberta de coure i níquel a la superfície, fibra acrílica conductora de iodur de coure, fibra conductora feta de filatura de polièster i iodur de coure, fibra composta de negre de carboni, etc. En la tecnologia de producció de fibra conductora blanca, algunes empreses nacionals han desenvolupat amb èxit la tecnologia de fibra - i així successivament. En termes generals, encara hi ha una certa bretxa amb el nivell avançat estranger, com ara la qualitat i l'estabilitat del producte.
