Το πρώτο στάδιο
Στάδιο επεξεργασίας επιφάνειας ίνας ή υφάσματος με υγροσκοπικό αντιστατικό παράγοντα.
Το νερό έχει πολύ 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 ηλεκτρικά φορτία και να προάγει την κίνηση των ιόντων στο αντίθετο ηλεκτρόδιο, και όταν το νερό μειώνεται, μπορεί να αναπληρωθεί από την ατμόσφαιρα. Χρησιμοποιώντας αυτό το χαρακτηριστικό του νερού, έχει αναπτυχθεί μια σειρά αντιστατικών παραγόντων. Οι αντιστατικοί παράγοντες είναι τασιενεργά με υδρόφιλες και υδρόφοβες ομάδες. 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, απορροφώντας την υγρασία στην ατμόσφαιρα.
Οι αντιστατικοί παράγοντες έχουν γενικά αυτά τα είδη επιδράσεων στην επιφάνεια των ινών και των προϊόντων τους:
1. Υγροσκοπικό αποτέλεσμα: μια συνεχής μονομοριακή μεμβράνη νερού σχηματίζεται στην επιφάνεια του ινώδους υλικού.
2. Η επίδραση της μείωσης της ειδικής αντίστασης: Η μεμβράνη νερού στην επιφάνεια του υλικού ινών βελτιώνει τον διηλεκτρικό συντελεστή του υλικού ινών, μειώνοντας έτσι αποτελεσματικά την ειδική επιφανειακή αντίσταση.
3. Βελτιώστε την αγωγιμότητα των ιόντων: αυξήστε τη συγκέντρωση ιόντων στην επιφάνεια του υλικού ίνας και ενισχύστε την αγωγιμότητα των ιόντων (συμπεριλαμβανομένων των πρωτονίων) στους υδρατμούς.
4. Προωθήστε τη διάλυση του ηλεκτρολύτη: παρέχετε ένα μέρος για τη διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα και του ηλεκτρολύτη που υπάρχει στο υλικό των ινών.
5. Ηλεκτρική εξουδετέρωση: Όταν το πρόσημο φόρτισης του αντιστατικού παράγοντα είναι αντίθετο από αυτό του υλικού ίνας, θα συμβεί ηλεκτρική εξουδετέρωση.
Πλεονεκτήματα: βολική επεξεργασία, χαμηλό κόστος και εμφανές αντιστατικό αποτέλεσμα.
Μειονεκτήματα: Η αντιστατική απόδοση εξαρτάται πολύ από την υγρασία του περιβάλλοντος. Όταν η υγρασία είναι χαμηλή (RH<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
δεύτερο στάδιο
Προσθέστε αντιστατικό παράγοντα μέσα στην ίνα για να τροποποιήσετε την ίνα.
Ένα συστατικό αντιστατικού παράγοντα προστίθεται στο εσωτερικό του βασικού πολυμερούς, αναμειγνύεται ή συμπολυμερίζεται με το βασικό πολυμερές και χρησιμοποιείται μια σύνθετη μέθοδος περιδίνησης για την κατασκευή σύνθετης αντιστατικής ίνας θαλάσσης-νησιώδους ή δέρματος-. Η νησιωτική φάση ή πυρήνας είναι ένα πολυμερές που περιέχει έναν αντιστατικό παράγοντα και το βασικό πολυμερές ως θαλάσσια φάση ή δέρμα είναι το κύριο σώμα της ίνας, το οποίο προστατεύει την υδρόφιλη ομάδα του πολυμερούς και αναλαμβάνει τη βασική λειτουργία της ίνας. Οι αντιστατικοί παράγοντες μέσα στις αντιστατικές ίνες είναι κυρίως πολικές ή ιοντικές επιφανειοδραστικές ουσίες. Η μοριακή του δομή έχει επίσης υδρόφιλες ομάδες και υδρόφοβες ομάδες. Οι υδρόφοβες ομάδες έχουν κάποια συμβατότητα με βασικά πολυμερή, ενώ οι υδρόφιλες τις καθιστούν υγροσκοπικές.
Αντιστατικός μηχανισμός αντιστατικής ίνας: Η υδρόφιλη ομάδα που περιέχεται στον αντιστατικό παράγοντα μέσα στην ίνα μπορεί να μεταναστεύσει στο επιφανειακό στρώμα της ίνας και να σχηματίσει ένα φιλμ νερού. Το φιλμ νερού απορροφά τους υδρατμούς στην ατμόσφαιρα για να βελτιώσει τη λειτουργία του διηλεκτρικού της ίνας, να μειώσει την επιφανειακή ειδική αντίσταση της ίνας και να επιταχύνει τη διαρροή του καθαρού ηλεκτροστατικού φορτίου.
Πλεονεκτήματα: Επειδή ο αντιστατικός παράγοντας βρίσκεται μέσα στο βασικό πολυμερές, η αντοχή του είναι καλύτερη.
Μειονεκτήματα: Η λειτουργία του αντιστατικού παράγοντα εξαρτάται από την υγροσκοπικότητα του, η οποία προορίζεται να εξαρτάται από την υγρασία του περιβάλλοντος. Κάτω από χαμηλή υγρασία (RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
Το τρίτο στάδιο
Στάδιο επίστρωσης επιφάνειας ινών μετάλλων και αγώγιμου υλικού.
1. Μεταλλική αγώγιμη ίνα: Η αγώγιμη ίνα κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας τις εξαιρετικές αγώγιμες ιδιότητες 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: ο ανοξείδωτος χάλυβας, ο χαλκός, το αλουμίνιο, το νικέλιο, ο χρυσός, το ασήμι κ.λπ. Επί του παρόντος, τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα είναι οι ίνες ανοξείδωτου χάλυβα 304, 304L και 316, 316L. Η κύρια μέθοδος παραγωγής είναι η μέθοδος άμεσης διάτασης. Η μεταλλική συρμάτινη ράβδος τεντώνεται επανειλημμένα μέσω της μήτρας για να παράγει ίνες με διάμετρο 4 έως 10 μm (επί του παρόντος η πιο λεπτή έχει φτάσει λιγότερο από 1 μm), με αντοχή θραύσης 5 έως 15 cN/dtex και επιμήκυνση θραύσης 3,0 έως 5,0%. Οι ίνες από ανοξείδωτο χάλυβα έχουν εξαιρετική αντοχή, θερμική αγωγιμότητα, αντίσταση κάμψης, αντοχή στη φθορά και προστασία από την ακτινοβολία. Όταν η περιεκτικότητα σε μεταλλικές ίνες είναι μεγαλύτερη από 0,5%, το ύφασμα έχει ορισμένες αντιστατικές ιδιότητες. 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 αντιστατικές ιδιότητες
Σημείωση: Η ηλεκτρική αγωγιμότητα της ίνας 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 άκαμπτη, η συνοχή είναι ελαφρώς χειρότερη, η δυνατότητα βαφής είναι κακή και η τιμή των ινών είναι υψηλότερη.
2. Αγώγιμη ίνα επικαλυμμένη στην επιφάνεια αγώγιμου υλικού:
Αυτή η ίνα αντιπροσωπεύεται από την αγώγιμη ίνα με επίστρωση μαύρου άνθρακα-που αναπτύχθηκε για πρώτη φορά από τη γερμανική εταιρεία BASF τη δεκαετία του 1960. Η μέθοδος παραγωγής είναι η επίστρωση και η στερέωση μετάλλου, άνθρακα, αγώγιμου πολυμερούς και άλλων αγώγιμων ουσιών 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, η αγώγιμη ουσία είναι εύκολο να πέσει, έτσι ώστε να χάνεται η αγώγιμη απόδοση.
Το τέταρτο στάδιο
Στάδιο σύνθετης αγώγιμης ίνας.
Το 1975, η DuPont χρησιμοποίησε την τεχνολογία σύνθετης περιστροφής για να κατασκευάσει σύνθετες αγώγιμες ίνες που περιέχουν αγώγιμο πυρήνα μαύρου άνθρακα-Antron (Antron III). Ως αποτέλεσμα, μεγάλες εταιρείες χημικών ινών έχουν ξεκινήσει έρευνα και ανάπτυξη σύνθετων ινών που χρησιμοποιούν αιθάλη ως αγώγιμο συστατικό. Η Monsanto έχει αναπτύξει αγώγιμες ίνες πλάι-πλάι, η Japan Bell Textile έχει αναπτύξει νάιλον αγώγιμες ίνες, η Unijica, η Kuraray και η Toyobo έχουν αναπτύξει διαδοχικά σύνθετες αγώγιμες ίνες. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η σύνθετη αγώγιμη ίνα αιθάλης έχει αναπτυχθεί πολύ. 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 μαύρου γκρι, γεγονός που περιορίζει το πεδίο εφαρμογής.
Η εμφάνιση των σύνθετων αγώγιμων ινών μαύρου άνθρακα έχει προωθήσει την ανάπτυξη και την παραγωγή ένθετων αντιστατικών υφασμάτων.
Το πέμπτο στάδιο
Το στάδιο ανάπτυξης της λεύκανσης των αγώγιμων ινών.
Στη δεκαετία του 1980 ξεκίνησε η έρευνα λεύκανσης των αγώγιμων ινών. Μια κοινή μέθοδος είναι η χρήση σουλφιδίων, ιωδιδίων ή οξειδίων μετάλλων όπως ο χαλκός, ο άργυρος, το νικέλιο και το κάδμιο για την ανάμειξη ή τη σύνθετη περιδίνηση με συνηθισμένα πολυμερή για την κατασκευή αγώγιμων ινών. Για παράδειγμα, η αγώγιμη ίνα κατασκευασμένη από αγώγιμο στρώμα CuS με χημική αντίδραση. την αγώγιμη ίνα T-25 που κατασκευάζεται από την Teijin Company και περιέχει CuI. την αγώγιμη ίνα που περιέχει Zn0 που κατασκευάζεται από την Zhongfang Company. Οι εταιρείες όπως η Unijka έφτιαξαν επίσης λευκές ίνες Conductive. Η απόδοση των λευκών αγώγιμων ινών που χρησιμοποιούν μεταλλικές ενώσεις ή οξείδια ως αγώγιμα υλικά δεν είναι τόσο καλή όσο οι σύνθετες αγώγιμες ίνες αιθάλης, αλλά η εφαρμογή τους δεν περιορίζεται από το χρώμα.
Έκτο στάδιο
Στάδιο Ε&Α πολυμερών αγώγιμων ινών
Η αγώγιμη ίνα πολυμερούς είναι μια εγγενής αγώγιμη ίνα πολυμερούς που κατασκευάζεται με ντόπινγκ ενός πολυμερούς υλικού. Όπως πολυπυρρόλη, πολυθειοφαίνιο, πολυανιλίνη και άλλα πολυμερή υλικά. Αυτά τα εγγενή αγώγιμα πολυμερή έχουν υψηλή αγωγιμότητα (έως 10¯³~10¯²s/cm).
Έχει σημειωθεί κάποια ενθαρρυντική πρόοδος στην έρευνα τέτοιων υλικών. Όμως 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. Η έρευνα για τα ευφυή κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα ηλεκτρονικών πληροφοριών βρίσκεται επίσης σε εξέλιξη.
Η εγχώρια έρευνα και ανάπτυξη αγώγιμων ινών είναι σχετικά καθυστερημένη. Στη δεκαετία του 1980 ξεκίνησε η εγχώρια παραγωγή μεταλλικών ινών και ανθρακονημάτων, αλλά η παραγωγή ήταν μικρή. Οι περισσότερες από τις απαιτούμενες αγώγιμες ίνες εισάγονται. Η πρώτη εγχώρια έρευνα και ανάπτυξη μεταλλικών ινών είναι επιστημονικά ερευνητικά ιδρύματα όπως το Ινστιτούτο Μεταλλείων και Μεταλλουργίας Lanzhou και ορισμένες επιχειρήσεις, όπως το εργοστάσιο 540 στο Xinxiang. Η εγχώρια έρευνα και ανάπτυξη σύνθετων αγώγιμων ινών αιθάλης περιλαμβάνει το Wuxi Textile Research Institute και την China Textile Yousi της Ακαδημίας Επιστημών Κλωστοϋφαντουργίας. Η τρέχουσα τεχνολογία είναι σχετικά ώριμη. Υπάρχουν επίσης αρκετά εγχώρια πανεπιστήμια, επιστημονικά ερευνητικά ιδρύματα και ορισμένες μεγάλες επιχειρήσεις που έχουν αναπτύξει με επιτυχία μια ποικιλία οργανικών αγώγιμων ινών και λευκών αγώγιμων ινών.
Όπως: χαλκό-επιμεταλλωμένη, νικέλιο-επενδεδυμένη αγώγιμη ίνα πολυεστέρα μετάλλου, αγώγιμη ακρυλική ίνα ιωδιούχου χαλκού, αγώγιμη ίνα από αναμεμειγμένο νήμα πολυεστέρα ιωδιούχου χαλκού, σύνθετη ίνα μαύρης άνθρακα, κ.λπ. Όσον αφορά την τεχνολογία παραγωγής λευκών αγώγιμων ινών, οι εγχώριες εταιρείες έχουν αναπτύξει με επιτυχία την τεχνολογία sotype island{3 και}} Σε γενικές γραμμές, υπάρχει ακόμα ένα κενό με το προηγμένο ξένο επίπεδο, όπως η ποιότητα και η σταθερότητα των προϊόντων.
