Ensimmäinen vaihe
Kuidun tai kankaan pintakäsittelyvaihe hygroskooppisella antistaattisella aineella.
Vedellä on erittäin korkea sähkönjohtavuus. Niin kauan kuin pieni määrä vettä imeytyy, polymeerin johtavuutta voidaan parantaa merkittävästi. Vesi voi tarjota siirtoväliaineen sähkövarauksille ja edistää ionien liikkumista vastakkaiselle elektrodille, ja kun vesi vähenee, sitä voidaan täydentää ilmakehästä. Käyttämällä tätä veden ominaisuutta on kehitetty joukko antistaattisia aineita. Antistaattiset aineet ovat pinta-aktiivisia aineita, joissa on hydrofiilisiä ja hydrofobisia ryhmiä. Hydrofobinen ryhmä osoittaa kuitumateriaalin pintaan, adsorboituu faasirajapinnalle ja muuttaa vaiheen rajapinnan tilaa; hydrofiilinen ryhmä osoittaa avaruuteen ja imee kosteutta ilmakehään.
Antistaattisilla aineilla on yleensä seuraavat vaikutukset kuitujen ja niiden tuotteiden pintaan:
1. Hygroskooppinen vaikutus: kuitumateriaalin pinnalle muodostuu jatkuva yksimolekyylinen vesikalvo.
2. Ominaisvastuksen vähentämisvaikutus: Kuitumateriaalin pinnalla oleva vesikalvo parantaa kuitumateriaalin dielektristä kerrointa, mikä vähentää tehokkaasti pintaominaisvastusta.
3. Paranna ioninjohtavuutta: lisää ionipitoisuutta kuitumateriaalin pinnalla ja lisää ionien (mukaan lukien protonien) johtavuutta vesihöyryssä.
4. Edistä elektrolyytin liukenemista: varaa paikka hiilidioksidin liukenemiselle ilmassa ja kuitumateriaalissa olevalle elektrolyytille.
5. Sähköinen neutralointi: Kun antistaattisen aineen varausmerkki on päinvastainen kuin kuitumateriaalin, tapahtuu sähköinen neutralointi.
Edut: kätevä käsittely, alhaiset kustannukset ja ilmeinen antistaattinen vaikutus.
Haitat: Antistaattinen suorituskyky riippuu suuresti ympäristön kosteudesta. Kun kosteus on alhainen (RH<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
toinen vaihe
Lisää antistaattista ainetta kuidun sisään muokataksesi kuitua.
Antistaattinen ainekomponentti lisätään peruspolymeerin sisään, sekoitetaan tai kopolymeroidaan peruspolymeerin kanssa, ja komposiittikehräysmenetelmää käytetään antistaattisen meri--saari- tai skin{1}}-komposiittikomposiittikuitujen valmistukseen. Saarifaasi tai ydin on antistaattista ainetta sisältävä polymeeri, ja peruspolymeeri merifaasina tai kuorena on kuidun päärunko, joka suojaa polymeerin hydrofiilistä ryhmää ja ottaa kuidun perustehtävän. Antistaattisten kuitujen sisällä olevat antistaattiset aineet ovat enimmäkseen polaarisia tai ionisia pinta-aktiivisia aineita. Sen molekyylirakenteessa on myös hydrofiilisiä ryhmiä ja hydrofobisia ryhmiä. Hydrofobisilla ryhmillä on tietty yhteensopivuus emäksisten polymeerien kanssa, kun taas hydrofiiliset ryhmät tekevät niistä hygroskooppisia.
Antistaattisen kuidun antistaattinen mekanismi: Antistaattisen aineen sisältämä hydrofiilinen ryhmä kuidun sisällä voi siirtyä kuidun pintakerrokseen ja muodostaa vesikalvon. Vesikalvo imee ilmakehän vesihöyryä parantaakseen kuidun eristettä, vähentääkseen kuidun pintaominaisvastusta ja nopeuttaakseen nettosähkövarauksen vuotoa.
Edut: Koska antistaattinen aine on peruspolymeerin sisällä, sen kestävyys on parempi.
Haitat: Antistaattisen aineen toiminta riippuu sen hygroskooppisuudesta, jonka on määrä riippua ympäristön kosteudesta. Alhaisessa kosteudessa (RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
Kolmas vaihe
Metallikuidun ja johtavan materiaalin pinnan pinnoitusvaihe.
1. Johtava metallikuitu: Johtava kuitu on valmistettu käyttämällä metallin erinomaisia johtavia ominaisuuksia, joten se on varhaisin ja todellinen johtava kuitu. Sen ominaisvastus voi olla 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Yleisimmin käytettyjä metalleja metallikuiduissa ovat: ruostumaton teräs, kupari, alumiini, nikkeli, kulta, hopea jne. Tällä hetkellä yleisimmin käytettyjä ovat 304, 304L ja 316, 316L ruostumattomat teräskuidut. Päätuotantomenetelmä on suora venytysmenetelmä. Metallilankaa venytetään toistuvasti suulakkeen läpi, jolloin syntyy kuituja, joiden halkaisija on 4–10 μm (tällä hetkellä ohuin on saavuttanut alle 1 μm), murtolujuus 5–15 cN/dtex ja murtovenymä 3,0–5,0 %. Ruostumattomalla teräskuidulla on erinomainen kestävyys, lämmönjohtavuus, taivutuskestävyys, kulutuskestävyys ja säteilysuoja. Kun metallikuitupitoisuus on suurempi kuin 0,5 %, kankaalla on tiettyjä antistaattisia ominaisuuksia. 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 antistaattiset ominaisuudet
Huomautus: Ruostumattoman teräskuidun sähkönjohtavuus kasvaa hienouden kasvaessa, kun hienous on alle 8 μm, se pienenee hienouden kasvaessa. Haitat: kuitu on jäykkää, koheesio on hieman huonompi, värjäys huono ja kuidun hinta on korkeampi.
2. Johtava kuitu, joka on päällystetty johtavan materiaalin pinnalle:
Tätä kuitua edustaa hiilimustalla{0}}pinnoitettu johtava kuitu, jonka saksalainen BASF-yhtiö kehitti ensimmäisen kerran 1960-luvulla. Valmistusmenetelmänä on pinnoittaa ja kiinnittää metallia, hiiltä, johtavaa polymeeriä ja muita johtavia aineita tavallisten kuitujen pinnalle fysikaalisin ja kemiallisin menetelmin. Tämän kuidun johtavat komponentit jakautuvat kuidun pinnalle, joten antistaattinen vaikutus on hyvä, mutta käytön aikana johtava aine putoaa helposti, jolloin sähköä johtava suorituskyky menetetään.
Neljäs vaihe
Johtava komposiittikuituvaihe.
Vuonna 1975 DuPont käytti komposiittikehräysteknologiaa valmistaakseen johtavaa komposiittikuitua, joka sisälsi hiilimustaa johtavaa ydintä-Antron (Antron III). Tämän seurauksena suuret kemiankuituyritykset ovat aloittaneet komposiittikuitujen tutkimuksen ja kehittämisen, jotka käyttävät hiilimustaa johtavana komponenttina. Monsanto on kehittänyt vierekkäin johtavia kuituja, Japan Bell Textile on kehittänyt johtavia nailonkuituja, Unijica, Kuraray ja Toyobo ovat peräkkäin kehittäneet johtavia komposiittikuituja. Tänä aikana hiilimustakomposiittijohtavaa kuitua on kehitetty suuresti. 1980-luvun loppuun mennessä Japanin vuosituotanto oli 200 tonnia. Koska johtavana hiilimustakomposiittikuituna käytetään hiilimustaa johtavana komponenttina, kuitu on yleensä mustan harmaata, mikä rajoittaa käyttöaluetta.
Johtavien hiilimustakomposiittikuitujen ulkonäkö on edistänyt upotettujen antistaattisten kankaiden kehitystä ja tuotantoa.
Viides vaihe
Johtavien kuitujen valkaisun kehitysvaihe.
1980-luvulla aloitettiin johtavien kuitujen valkaisututkimus. Yleinen menetelmä on käyttää metallien, kuten kuparin, hopean, nikkelin ja kadmiumin sulfideja, jodideja tai oksideja tavallisten polymeerien sekoittamiseen tai komposiittikehräämiseen johtavien kuitujen valmistamiseksi. Esimerkiksi johtava kuitu valmistettu CuS johtavasta kerroksesta kemiallisella reaktiolla; Teijin Companyn valmistama johtava kuitu T-25, joka sisältää CuI:ta; Zhongfang Companyn valmistama Zn0:ta sisältävä johtava kuitu; Yritykset, kuten Unijka, valmistivat myös valkoista Conductive-kuitua. Metalliyhdisteitä tai oksideja johtavina materiaaleina käyttävien valkoisten johtavien kuitujen suorituskyky ei ole yhtä hyvä kuin johtavien hiilimustakomposiittikuitujen suorituskyky, mutta niiden käyttö ei rajoita väriä.
Kuudes vaihe
Polymeeriä johtavan kuidun tutkimus- ja kehitysvaihe
Johtava polymeerikuitu on luonnostaan johtava polymeerikuitu, joka on valmistettu seostamalla polymeerimateriaalia. Kuten polypyrroli, polytiofeeni, polyaniliini ja muut polymeerimateriaalit. Näillä luontaisesti johtavilla polymeereillä on korkea johtavuus (jopa 10¯³~10¯²s/cm).
Tällaisten materiaalien tutkimuksessa on saavutettu rohkaisevaa edistystä. Käytännön soveltamisessa on kuitenkin edelleen joitain vaikeuksia, jotka johtuvat pääasiassa huonosta käsittelyn suorituskyvystä. Lisäksi meneillään on polymeerien suprajohtavuustutkimus kotimaassa ja ulkomailla. Myös sähköisen tiedon älykkäiden tekstiilien tutkimus on käynnissä.
Johtavien kuitujen kotimainen tutkimus ja kehitys on suhteellisen myöhäistä. 1980-luvulla aloitettiin metallikuitujen ja hiilikuitujen kotimainen tuotanto, mutta tuotanto oli vähäistä. Suurin osa tarvittavista johtavista kuiduista tuodaan maahan. Varhaisimmat kotimaiset metallikuitujen tutkimus- ja kehitystyöt ovat tieteellisiä tutkimuslaitoksia, kuten Lanzhou Institute of Mining and Metallurgy, ja jotkin yritykset, kuten Xinxiangin 540-tehdas. Kotimaiseen hiilimustakomposiittijohtavien kuitujen tutkimukseen ja kehittämiseen kuuluvat Wuxi Textile Research Institute ja China Textile Yousi Tekstiilitieteiden akatemiosta. Nykyinen tekniikka on suhteellisen kypsää. On myös useita kotimaisia yliopistoja, tieteellisiä tutkimuslaitoksia ja suuria yrityksiä, jotka ovat menestyksekkäästi kehittäneet erilaisia orgaanisia johtavia kuituja ja valkoisia johtavia kuituja.
Kuten: kupari-pinnoitettu, nikkeli-pinnoitettu metallipolyesterijohtava kuitu, kuparijodidijohtava akryylikuitu, kuparijodidipolyesterisekoitelangasta valmistettu johtava kuitu, hiilimustakomposiittikuitu jne. Valkoisten johtavien kuitujen tuotantotekniikan osalta kotimaiset yritykset ovat menestyksekkäästi kehittäneet saareketyyppistä kuitutekniikkaa-. Yleisesti ottaen on edelleen tietty ero edistyneen ulkomaisen tason kanssa, kuten tuotteiden laadussa ja vakaudessa.
