Ensimmäinen vaihe
Käytä hygroskooppista antistaattista ainetta kuidun tai kankaan pintakäsittelyvaiheen suorittamiseen.
Vedellä on korkea sähkönjohtavuus. Niin kauan kuin pieni määrä vettä imeytyy, polymeerin johtavuutta voidaan parantaa merkittävästi. Vesi voi tarjota siirtoväliaineen varaukselle, edistää ionien liikkumista vastakkaiselle elektrodille, ja kun vettä vähennetään, sitä voidaan täydentää ilmakehästä. Käyttämällä tätä veden ominaisuutta on kehitetty joukko antistaattisia aineita. Antistaattinen aine on pinta-aktiivinen aine, jossa on hydrofiilinen ryhmä ja hydrofobinen ryhmä. Hydrofobinen ryhmä osoittaa kuitumateriaalin pintaan, adsorboituu faasirajapinnalle ja muuttaa vaiheen rajapinnan tilaa; hydrofiilinen ryhmä osoittaa avaruuteen ja imee vesihöyryä ilmakehästä.
Antistaattisilla aineilla on yleensä seuraavat toiminnot kuitujen ja niiden tuotteiden pinnalla:
1. Kosteuden absorptio: kuitumateriaalin pinnalle muodostuu jatkuva yksimolekyylinen vesikalvo.
2. Ominaisvastuksen vähentäminen: Kuitumateriaalin pinnalla oleva vesikalvo lisää kuitumateriaalin dielektristä kerrointa, mikä vähentää tehokkaasti sen pintaominaisvastusta.
3. Paranna ioninjohtavuutta: lisää ionipitoisuutta kuitumateriaalin pinnalla ja lisää sen ionien (mukaan lukien protonien) johtavuutta vesihöyryssä.
4. Edistää elektrolyyttien liukenemista: Se tarjoaa paikan hiilidioksidin liukenemiselle ilmassa ja elektrolyyttien liukenemiselle kuitumateriaalissa.
5. Sähköinen neutralointi: Kun antistaattisen aineen varausmerkki on päinvastainen kuin kuitumateriaalin, se tuottaa sähköisen neutraloinnin.
Edut: kätevä käsittely, alhaiset kustannukset ja ilmeinen antistaattinen vaikutus.
Haitat: Antistaattinen suorituskyky riippuu suuresti ympäristön kosteudesta. Alhaisessa kosteudessa (RH<40%), its antistatic performance is lost and its durability is poor.
toinen vaihe
Lisää antistaattista ainetta kuidun sisään muokataksesi kuitua.
Antistaattinen aineosa lisätään peruspolymeeriin, sekoitetaan tai kopolymeroidaan peruspolymeerin kanssa, ja meri{0}}saari tai vaippa-ydinkomposiitti antistaattinen kuitu valmistetaan komposiittikehruumenetelmällä. Saarifaasi eli ydinosa on antistaattista ainetta sisältävä polymeeri, ja peruspolymeeri merifaasina tai pintaosana on kuidun päärunko, joka suojaa hydrofiilisen ryhmän polymeeriä ja ottaa kuidun perustehtävän. Antistaattisen kuidun sisällä oleva antistaattinen aine on enimmäkseen polaarista tai ionista pinta-aktiivista ainetta. Sen molekyylirakenteessa on myös hydrofiilisiä ryhmiä ja hydrofobisia ryhmiä. Hydrofobisella ryhmällä on tietty yhteensopivuus emäksisen polymeerin kanssa, kun taas hydrofiilinen ryhmä tekee siitä tietyn hygroskooppisuuden.
Antistaattisen kuidun antistaattinen mekanismi: Kuidun sisällä olevan antistaattisen aineen sisältämä hydrofiilinen ryhmä voi siirtyä kuidun pintaan ja muodostaa vesikalvon. Vesikalvo imee ilmakehän vesihöyryä ja lisää kuidun eristettä. Toiminto vähentää kuidun pintaominaisvastusta ja nopeuttaa nettosähköstaattisen varauksen vuotoa.
Edut: Koska antistaattinen aine on peruspolymeerin sisällä, sen kestävyys on parempi.
Haitat: Antistaattisen aineen vaikutus riippuu sen hygroskooppisuudesta, joka on tuomittu sen riippuvuuteen ympäristön kosteudesta. Alhaisessa kosteudessa (RH<40%) conditions, it will lose its antistatic performance. The dosage is large.
Kolmas vaihe
Metallikuidun ja johtavan materiaalin pinnan pinnoitusvaihe.
1. Johtava metallikuitu: Johtava kuitu on valmistettu käyttämällä metallin erinomaista johtavuutta, mikä tekee siitä varhaisimman ja todellisen johtavan kuidun. Sen ominaisvastus voi olla 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Yleisimmin käytettyjä metalleja metallikuiduissa ovat: ruostumaton teräs, kupari, alumiini, nikkeli, kulta, hopea jne. Eniten käytettyjä ovat 304, 304L ja 316, 316L ruostumattomat teräskuidut. Päätuotantomenetelmä on suoravetomenetelmä. Metallilankaa venytetään toistuvasti muotin läpi halkaisijaltaan 4-10 μm kuiduksi (tällä hetkellä ohuin on alle 1 μm), murtolujuus on 5-15 cN/dtex ja murtovenymä 3,0-5,0 %. Ruostumattomalla teräskuidulla on erinomainen kestävyys, lämmönjohtavuus, taivutuskestävyys, kulutuskestävyys ja säteilynkestävyys. Kun metallikuitupitoisuus on suurempi kuin 0,5 %, kankaalla on tiettyjä antistaattisia ominaisuuksia, ja kun metallikuitupitoisuus on 2-5 %, kankaalla on hyvät antistaattiset ominaisuudet. Kun metallikuitupitoisuus on yli 8%, kankaalla ei ole vain antistaattisia ominaisuuksia, vaan sillä on myös tiettyjä sähkömagneettisia aaltoja suojaavia ominaisuuksia.
Metallikuitupitoisuus ja antistaattinen ominaisuus
Huomautus: Ruostumattoman teräskuidun sähkönjohtavuus kasvaa hienouden kasvaessa. Kun hienous on alle 8 μm, se pienenee hienouden kasvaessa. Haitat: kuitu on jäykempää, koheesiovoima hieman huonompi, värjäys huono ja kuidun hinta on korkeampi.
2. Johtavan materiaalin pinta on päällystetty johtavalla kuidulla:
Tätä kuitua edustaa nokimustapinnalla-päällystetty johtava kuitu, jonka BASF kehitti ensimmäisen kerran Saksassa 1960-luvulla. Valmistusmenetelmänä on pinnoittaa ja kiinnittää metallia, hiiltä, johtavaa polymeeriä ja muita johtavia materiaaleja tavallisten kuitujen pinnalle fysikaalisin ja kemiallisin menetelmin. Tämän kuidun johtavat komponentit jakautuvat kuidun pinnalle, joten antistaattinen vaikutus on hyvä, mutta käytön aikana johtava materiaali putoaa helposti ja johtavuus menetetään.
Neljäs vaihe
Johtava komposiittikuituvaihe.
Vuonna 1975 DuPont käytti komposiittikehrutekniikkaa tuottaakseen johtavaa komposiittikuitua hiilimustalla johtavalla ytimellä-Antron III. Tämän seurauksena suuret kemiankuituyritykset ovat alkaneet tutkia ja kehittää komposiittikuituja, joissa johtavana komponenttina on hiilimustaa. Monsanto on kehittänyt vierekkäin johtavia kuituja, Kanebo on kehittänyt johtavia nailonkuituja ja Unijika, Kuraray ja Toyobo ovat peräkkäin kehittäneet johtavia komposiittikuituja. Tänä aikana hiilimustakomposiitti johtavaa kuitua kehitettiin suuresti. 1980-luvun loppuun mennessä Japanin vuosituotanto oli 200 tonnia. Koska hiilimustakomposiittijohtavassa kuidussa käytetään johtavana komponenttina hiilimustaa, kuitu on yleensä tummanharmaata, mikä rajoittaa käyttöaluetta.
Johtavien hiilimustakomposiittikuitujen syntyminen edistää upotettujen antistaattisten kankaiden kehitystä ja tuotantoa.
Viides vaihe
Johtavan kuidun valkaisun kehitysvaihe.
1980-luvulla aloitettiin tutkimustyö johtavien kuitujen valkaisusta. Yleinen menetelmä on käyttää kuparia, hopeaa, nikkeliä ja kadmiumia ja muita metallisulfideja, jodideja tai oksideja ja tavallisia polymeerejä sekoittamiseen tai komposiittikehruuta johtavien kuitujen valmistamiseksi. Esimerkiksi CuS johtavan kerroksen johtava kuitu valmistetaan kemiallisella reaktiolla; CuI:tä sisältävän johtavan kuidun T-25 valmistaa Teijin Co., Ltd.; Zn0:ta sisältävän johtavan kuidun valmistaa Kanebo Co., Ltd.; Unijika ja muut yritykset ovat myös tehneet valkoista Conductive kuitua. Metalliyhdisteitä tai -oksideja johtavina materiaaleina käyttävien valkoisten johtavien kuitujen suorituskyky ei ole yhtä hyvä kuin johtavien hiilimustakomposiittikuitujen suorituskyky, mutta sen käyttö ei rajoita väriä.
Kuudes vaihe
Polymeerin johtavan kuidun kehitysvaihe.
Johtava polymeerikuitu on polymeeristä johtavaa sisäistä kuitua, joka on valmistettu seostuspolymeerimateriaaleista. Kuten polypyrroli, polytiofeeni, polyaniliini ja muut polymeerimateriaalit. Näillä luonnostaan johtavilla polymeereillä on korkea johtavuus (jopa 10¯³~10¯²s/cm).
Tämäntyyppisten materiaalien tutkimus on edistynyt rohkaisevasti. Käytännön soveltamisessa on kuitenkin edelleen joitain vaikeuksia, mikä johtuu pääasiassa huonosta prosessointisuorituskyvystä. Lisäksi polymeerien suprajohtavuutta tutkitaan kotimaassa ja ulkomailla. Myös sähköisen tiedon älykkäiden tekstiilien tutkimustyö on käynnissä.
Kotimainen johtavien kuitujen tutkimus- ja kehitystyö on suhteellisen myöhäistä. 1980-luvulla aloitettiin metallikuitujen ja hiilikuitujen kotimainen tuotanto, mutta tuotanto oli suhteellisen vähäistä. Suurin osa tarvittavista johtavista kuiduista on riippuvainen tuonnista. Varhaisimmat kotimaiset metallikuitujen tutkimus- ja kehitystyöt ovat Lanzhoun kaivos- ja metallurgian tutkimuslaitos ja muut tieteelliset tutkimuslaitokset ja jotkut yritykset, kuten Xinxiangin 540-tehdas. Kotimaiseen hiilimustakomposiittijohtavien kuitujen tutkimukseen ja kehittämiseen kuuluvat Wuxi Textile Research Institute ja China Textile Excellent Silk of Textile Academy. Nykyinen prosessitekniikka on suhteellisen kypsää. Huomattava määrä kotimaisia yliopistoja ja tieteellisiä tutkimuslaitoksia sekä eräät suuret yritykset ovat myös menestyksekkäästi kehittäneet erilaisia orgaanisia johtavia kuituja ja valkoisia johtavia kuituja.
Kuten: metallipolyesteri johtava kuitu, joka on päällystetty pinnalla kuparilla ja nikkelillä, johtava akryylikuidut kuparijodidista, johtava kuitu kuparijodidipolyesterisekoitetuista kehruuista, hiilimusta-komposiittikuitu jne. Valkoisen johtavan kuidun tuotantoteknologiassa jotkut kotimaiset yritykset ovat menestyksekkäästi kehittäneet meri{1}}saarenkuituteknologiaa ja niin edelleen. Yleisesti ottaen ulkomaiseen edistyneeseen tasoon on edelleen tietty ero, kuten tuotteiden laadussa ja vakaudessa.
