Το πρώτο στάδιο
Χρησιμοποιήστε υγροσκοπικό αντιστατικό παράγοντα για να εκτελέσετε το στάδιο της επιφανειακής επεξεργασίας σε ίνες ή ύφασμα.
Το νερό έχει υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Εφόσον απορροφάται μικρή ποσότητα νερού, η αγωγιμότητα του πολυμερούς μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά. Το νερό μπορεί να παρέχει ένα μέσο μεταφοράς για φόρτιση, να προωθήσει την κίνηση των ιόντων στο αντίθετο ηλεκτρόδιο και όταν το νερό μειωθεί, μπορεί να αναπληρωθεί από την ατμόσφαιρα. Χρησιμοποιώντας αυτό το χαρακτηριστικό του νερού, έχει αναπτυχθεί μια σειρά αντιστατικών παραγόντων. Ο αντιστατικός παράγοντας είναι ένα τασιενεργό που έχει μια υδρόφιλη ομάδα και μια υδρόφοβη ομάδα. Η υδρόφοβη ομάδα δείχνει προς την επιφάνεια του υλικού ίνας, προσροφάται στη διεπιφάνεια φάσης και αλλάζει την κατάσταση της διεπαφής φάσης. η υδρόφιλη ομάδα δείχνει προς το χώρο και απορροφά τους υδρατμούς στην ατμόσφαιρα.
Οι αντιστατικοί παράγοντες έχουν γενικά τις ακόλουθες λειτουργίες στην επιφάνεια των ινών και των προϊόντων τους:
1. Απορρόφηση υγρασίας: ένα συνεχές μονομοριακό φιλμ νερού σχηματίζεται στην επιφάνεια του ινώδους υλικού.
2. Μείωση της ειδικής αντίστασης: Η μεμβράνη νερού στην επιφάνεια του ινώδους υλικού αυξάνει τον διηλεκτρικό συντελεστή του ινώδους υλικού, μειώνοντας έτσι αποτελεσματικά την επιφανειακή του αντίσταση.
3. Βελτιώστε την αγωγιμότητα ιόντων: αυξήστε τη συγκέντρωση ιόντων στην επιφάνεια του υλικού ίνας και ενισχύστε την αγωγιμότητα ιόντων (συμπεριλαμβανομένου του πρωτονίου) στους υδρατμούς.
4. Προωθεί τη διάλυση των ηλεκτρολυτών: Παρέχει μια θέση για τη διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα και των ηλεκτρολυτών σε υλικά ινών.
5. Ηλεκτρική εξουδετέρωση: Όταν το σήμα φόρτισης του αντιστατικού παράγοντα είναι αντίθετο από αυτό του υλικού ίνας, θα προκαλέσει ηλεκτρική εξουδετέρωση.
Πλεονεκτήματα: βολική επεξεργασία, χαμηλό κόστος και εμφανές αντιστατικό αποτέλεσμα.
Μειονεκτήματα: Η αντιστατική απόδοση εξαρτάται πολύ από την υγρασία του περιβάλλοντος. Σε χαμηλή υγρασία (RH<40%), its antistatic performance is lost and its durability is poor.
δεύτερο στάδιο
Προσθέστε αντιστατικό μέσα στην ίνα για να τροποποιήσετε την ίνα.
Ένα συστατικό αντιστατικού παράγοντα προστίθεται στο βασικό πολυμερές, αναμειγνύεται ή συμπολυμερίζεται με το βασικό πολυμερές, και μια σύνθετη αντιστατική ίνα{0}}νησιώτικου ή θηκαριού-πυρήνα θάλασσας κατασκευάζεται με μια σύνθετη μέθοδο περιδίνησης. Η νησιωτική φάση ή το τμήμα πυρήνα είναι ένα πολυμερές που περιέχει έναν αντιστατικό παράγοντα και το βασικό πολυμερές ως θαλάσσια φάση ή τμήμα δέρματος είναι το κύριο σώμα της ίνας, το οποίο προστατεύει το πολυμερές υδρόφιλης ομάδας και αναλαμβάνει τη βασική λειτουργία της ίνας. Ο αντιστατικός παράγοντας μέσα στην αντιστατική ίνα είναι κυρίως πολικό ή ιοντικό επιφανειοδραστικό. Η μοριακή του δομή έχει επίσης υδρόφιλες ομάδες και υδρόφοβες ομάδες. Η υδρόφοβη ομάδα έχει έναν ορισμένο βαθμό συμβατότητας με το βασικό πολυμερές, ενώ η υδρόφιλη ομάδα το κάνει να έχει έναν ορισμένο βαθμό υγροσκοπικότητας.
Αντιστατικός μηχανισμός αντιστατικής ίνας: Η υδρόφιλη ομάδα που περιέχεται στον αντιστατικό παράγοντα μέσα στην ίνα μπορεί να μεταναστεύσει στην επιφάνεια της ίνας και να σχηματίσει ένα φιλμ νερού. Το φιλμ νερού απορροφά τους ατμοσφαιρικούς υδρατμούς για να αυξήσει το διηλεκτρικό της ίνας. Λειτουργία μείωσης της ειδικής επιφανειακής αντίστασης της ίνας και επιτάχυνσης της διαρροής του καθαρού ηλεκτροστατικού φορτίου.
Πλεονεκτήματα: Δεδομένου ότι ο αντιστατικός παράγοντας βρίσκεται μέσα στο βασικό πολυμερές, η αντοχή του είναι καλύτερη.
Μειονεκτήματα: Η επίδραση του αντιστατικού παράγοντα εξαρτάται από την υγροσκοπικότητά του, η οποία είναι καταδικασμένη στην εξάρτησή του από την υγρασία του περιβάλλοντος. Κάτω από χαμηλή υγρασία (RH<40%) conditions, it will lose its antistatic performance. The dosage is large.
Το τρίτο στάδιο
Στάδιο επίστρωσης επιφάνειας ινών μετάλλων και αγώγιμου υλικού.
1. Μεταλλική αγώγιμη ίνα: Η αγώγιμη ίνα κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας την εξαιρετική αγωγιμότητα του μετάλλου, καθιστώντας την την πιο πρώιμη και αληθινή αγώγιμη ίνα. Η ειδική αντίστασή του μπορεί να φτάσει τα 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται συνήθως για μεταλλικές ίνες είναι: ανοξείδωτος χάλυβας, χαλκός, αλουμίνιο, νικέλιο, χρυσός, ασήμι κ.λπ. Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα είναι οι ίνες ανοξείδωτου χάλυβα 304, 304L και 316, 316L. Η κύρια μέθοδος παραγωγής είναι η μέθοδος απευθείας σχεδίασης. Το μεταλλικό σύρμα τεντώνεται επανειλημμένα μέσω της μήτρας για να σχηματίσει μια ίνα με διάμετρο 4-10μm (επί του παρόντος το λεπτότερο είναι λιγότερο από 1μm), η αντοχή θραύσης είναι 5-15cN/dtex και η επιμήκυνση θραύσης είναι 3,0-5,0%. Οι ίνες από ανοξείδωτο χάλυβα έχουν εξαιρετική αντοχή, αγωγιμότητα θερμότητας, αντίσταση κάμψης, αντοχή στην τριβή και αντοχή στην ακτινοβολία. Όταν η περιεκτικότητα σε μεταλλικές ίνες είναι μεγαλύτερη από 0,5%, το ύφασμα έχει ορισμένες αντιστατικές ιδιότητες και όταν η περιεκτικότητα σε μεταλλικές ίνες είναι 2 έως 5%, το ύφασμα έχει καλές αντιστατικές ιδιότητες. Όταν η περιεκτικότητα σε μεταλλικές ίνες είναι μεγαλύτερη από 8%, το ύφασμα όχι μόνο έχει αντιστατικές ιδιότητες, αλλά έχει και ορισμένες ιδιότητες θωράκισης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
Περιεκτικότητα σε μεταλλικές ίνες και αντιστατική-ιδιότητα
Σημείωση: Η ηλεκτρική αγωγιμότητα των ινών από ανοξείδωτο χάλυβα αυξάνεται με την αύξηση της λεπτότητας. Όταν η λεπτότητα είναι μικρότερη από 8μm, μειώνεται με την αύξηση της λεπτότητας. Μειονεκτήματα: η ίνα είναι πιο άκαμπτη, η δύναμη συνοχής είναι ελαφρώς χειρότερη, η δυνατότητα βαφής είναι κακή και η τιμή της ίνας είναι υψηλότερη.
2. Η επιφάνεια του αγώγιμου υλικού είναι επικαλυμμένη με αγώγιμη ίνα:
Αυτή η ίνα αντιπροσωπεύεται από την αγώγιμη ίνα με επίστρωση μαύρου άνθρακα-που αναπτύχθηκε για πρώτη φορά από την BASF στη Γερμανία τη δεκαετία του 1960. Η μέθοδος παραγωγής είναι η επίστρωση και η στερέωση μετάλλου, άνθρακα, αγώγιμου πολυμερούς και άλλων αγώγιμων υλικών στην επιφάνεια των συνηθισμένων ινών μέσω φυσικών και χημικών μεθόδων. Τα αγώγιμα συστατικά αυτής της ίνας κατανέμονται στην επιφάνεια της ίνας, επομένως το αντιστατικό αποτέλεσμα είναι καλό, αλλά στη διαδικασία χρήσης, το αγώγιμο υλικό είναι εύκολο να πέσει και η αγώγιμη απόδοση χάνεται.
Τέταρτο στάδιο
Στάδιο σύνθετης αγώγιμης ίνας.
Το 1975, η DuPont χρησιμοποίησε την τεχνολογία σύνθετης περιστροφής για να κατασκευάσει σύνθετες αγώγιμες ίνες με αγώγιμο πυρήνα μαύρου άνθρακα-Antron III. Ως αποτέλεσμα, μεγάλες εταιρείες χημικών ινών έχουν αρχίσει να ερευνούν και να αναπτύσσουν σύνθετες ίνες με αιθάλη ως αγώγιμο συστατικό. Η Monsanto έχει αναπτύξει αγώγιμες ίνες δίπλα-δίπλα, η Kanebo έχει αναπτύξει νάιλον αγώγιμες ίνες και οι Unijika, Kuraray και Toyobo έχουν αναπτύξει διαδοχικά σύνθετες αγώγιμες ίνες. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η σύνθετη αγώγιμη ίνα αιθάλης αναπτύχθηκε σε μεγάλο βαθμό. Μέχρι το τέλος της δεκαετίας του 1980, η ετήσια παραγωγή της Ιαπωνίας έφτασε τους 200 τόνους. Επειδή η σύνθετη αγώγιμη ίνα μαύρου άνθρακα χρησιμοποιεί αιθάλη ως αγώγιμο συστατικό, η ίνα είναι συνήθως σκούρο γκρι, γεγονός που περιορίζει το πεδίο εφαρμογής.
Η εμφάνιση σύνθετων αγώγιμων ινών μαύρου άνθρακα προάγει την ανάπτυξη και την παραγωγή ένθετων αντιστατικών υφασμάτων.
Πέμπτο στάδιο
Το στάδιο ανάπτυξης λεύκανσης των αγώγιμων ινών.
Στη δεκαετία του 1980, ξεκίνησε η έρευνα για τη λεύκανση των αγώγιμων ινών. Η κοινή μέθοδος είναι η χρήση χαλκού, αργύρου, νικελίου και καδμίου και άλλων θειούχων μετάλλων, ιωδιδίων ή οξειδίων και συνηθισμένων πολυμερών για την ανάμειξη ή τη σύνθετη κλώση για την κατασκευή αγώγιμων ινών. Για παράδειγμα, η αγώγιμη ίνα του αγώγιμου στρώματος CuS δημιουργείται με χημική αντίδραση. Η αγώγιμη ίνα T-25 που περιέχει CuI κατασκευάζεται από την Teijin Co., Ltd. Η αγώγιμη ίνα που περιέχει Zn0 κατασκευάζεται από την Kanebo Co., Ltd. Η Unijika και άλλες εταιρείες έχουν κάνει επίσης λευκές αγώγιμες ίνες. Η απόδοση των λευκών αγώγιμων ινών που χρησιμοποιούν μεταλλικές ενώσεις ή οξείδια ως αγώγιμα υλικά δεν είναι τόσο καλή όσο αυτή των σύνθετων αγώγιμων ινών αιθάλης, αλλά η εφαρμογή τους δεν περιορίζεται από το χρώμα.
Έκτο στάδιο
Το στάδιο ανάπτυξης της πολυμερούς αγώγιμης ίνας.
Η αγώγιμη ίνα πολυμερούς είναι μια εγγενής αγώγιμη ίνα πολυμερούς που κατασκευάζεται από πολυμερή υλικά ντόπινγκ. Όπως πολυπυρρόλη, πολυθειοφαίνιο, πολυανιλίνη και άλλα πολυμερή υλικά. Αυτά τα εγγενώς αγώγιμα πολυμερή έχουν υψηλή αγωγιμότητα (έως 10¯³~10¯²s/cm).
Η έρευνα για αυτό το είδος υλικού έχει σημειώσει κάποια ενθαρρυντική πρόοδο. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν κάποιες δυσκολίες στην πρακτική εφαρμογή, κυρίως λόγω της κακής απόδοσης επεξεργασίας. Επιπλέον, η έρευνα για την υπεραγωγιμότητα των πολυμερών στο εσωτερικό και στο εξωτερικό βρίσκεται επίσης σε εξέλιξη. Ερευνητικές εργασίες για τα ευφυή κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα ηλεκτρονικών πληροφοριών βρίσκονται επίσης σε εξέλιξη.
Οι εγχώριες εργασίες έρευνας και ανάπτυξης σε αγώγιμες ίνες είναι σχετικά καθυστερημένες. Στη δεκαετία του 1980 ξεκίνησε η εγχώρια παραγωγή μεταλλικών ινών και ανθρακονημάτων, αλλά η παραγωγή ήταν σχετικά μικρή. Οι περισσότερες από τις αγώγιμες ίνες που χρειάζονται εξαρτώνται από τις εισαγωγές. Η παλαιότερη εγχώρια έρευνα και ανάπτυξη μεταλλικών ινών είναι το Ερευνητικό Ινστιτούτο Μεταλλείων και Μεταλλουργίας του Λανζού και άλλα επιστημονικά ερευνητικά ιδρύματα και ορισμένες επιχειρήσεις, όπως το εργοστάσιο 540 στο Σινσιάνγκ. Η εγχώρια έρευνα και ανάπτυξη σύνθετων αγώγιμων ινών αιθάλης περιλαμβάνει το Wuxi Textile Research Institute και την China Textile Excellent Silk of Textile Academy. Η τρέχουσα τεχνολογία διαδικασίας είναι σχετικά ώριμη. Ένας σημαντικός αριθμός εγχώριων πανεπιστημίων και επιστημονικών ερευνητικών ιδρυμάτων και ορισμένες μεγάλες επιχειρήσεις έχουν επίσης αναπτύξει με επιτυχία μια ποικιλία οργανικών αγώγιμων ινών και λευκών αγώγιμων ινών.
Όπως: μεταλλική πολυεστερική αγώγιμη ίνα επικαλυμμένη με χαλκό και νικέλιο στην επιφάνεια, αγώγιμη ακρυλική ίνα ιωδιούχου χαλκού, αγώγιμη ίνα από αναμεμειγμένο πολυεστέρα ιωδιούχου χαλκού, σύνθετη ίνα αιθάλης, κ.λπ. Στην τεχνολογία παραγωγής λευκών αγώγιμων ινών, ορισμένες εγχώριες επιχειρήσεις ανέπτυξαν με επιτυχία τεχνολογία θαλάσσιων ινών{1}. Σε γενικές γραμμές, υπάρχει ακόμα ένα κενό με προηγμένο εξωτερικό επίπεδο, όπως στην ποιότητα και τη σταθερότητα των προϊόντων.
