抗静电纤维和导电纤维

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导电纤维
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导电填料浓度与聚合物表面电阻间的关系
导电纤维
金属纤维其中以不锈钢纤维为最多，加工方 法主要有拉伸法、熔融纺丝法、切削法、涂 布法、结晶吸出法等。 金属涂层纤维是在基质纤维上依靠胶接剂涂 覆一层金属粉末。
金属镀层纤维是合成纤维织物经化学电镀后， 再解编而成导电纤维
导电纤维
炭黑系纤维中碳纤维是由聚丙烯腈、粘胶、 沥青纤维经过高温碳化而成的。碳黑混炼型 纤维中涂层纤维加工方类同于金属涂层法。 复合纺丝型纤维是在纺制复合纤维中，作为 导电组分的那一组分中添加入了20~45％的 碳黑粉末，使碳黑在导电组分中沿纤维轴向 处于连续状态.
导电纤维
导电纤维的抗静电机理
• 导电纤维的抗静电机理是使导电纤维之间产生电晕放电。 电晕放电是一种很缓和的放电形式，当静电压达到一定的 数值后，即产生无火花的电晕放电使静电消除。这种现象 通常认为是织物中的导电纤维，在静电场的作用下，使周 围的空气产生电离作用而形成正负离子，正负离子中的一 种与织物所带静电荷相反而中和。
导电纤维发展过程
• 1. 第二阶段：金属纤维和导电物质表面涂敷。 金属导电纤维：首先由美国的Bekaert公司在上世纪60 年代生产的。金属纤维具有导电性好、耐热、耐化学的 优点，但弹性差、伸长小、粗硬挺直、表面粗糙，在制 成细旦纤维时，成本较高，与普通合成纤维混纺时抱合 性差。 导电物质表面涂敷纤维：这种纤维的代表是上个世纪60 年代末由德国BASF公司率先开发出的碳黑型表面涂敷 导电纤维。可以通过物理、化学等途径，在纤维表面涂 敷和固着金属、碳、导电高分子等导电物质。这种纤维 的导电成分都分布在纤维表面，抗静电效果较好，但在 使用过程中，导电物质容易脱落，使导电性丧失。
抗静电纤维和导电 纤维
主讲内容
静电与防 护
产生原因 实际影响 消除方法 概况 发展过程 应用前景
导电纤维
抗静电纤 维
概况 加工方法 应用前景
静电产生原因
静电产生的方式有很多，如接触、摩擦、冲流、冷冻、电解 、压电、温差等，但主要的有三种形式：
1）摩擦起电 2）接触分离起电
3）感应带电
静电与纺织品加工
导电纤维发展过程
• • 抗静电技术的发展过程 第一阶段：采用吸湿性抗静电剂对纤维或织物进行表面 处理，或通过本征型静电逸散聚合物(IDP)与普通聚合物 共混或共聚而得到抗静电纤维。这两种抗静电纤维都是 基于吸湿放电原理来降低纺织品的比电阻，加快电荷逸 散，其制成品的表面电阻ρs一般在109~ 1012。 缺点： 1. 对环境相对湿度依赖性较大，当环境相对湿度40% 时 ，抗静电性急剧下降。 2. 耐久性差：纤维中抗静电组分有向纤维表面的富集趋势 ，使其耐久性和手感较差。
与导电纤维的区别
电晕放电与静电泄露的显著区别是：前者在不 接地的情况下也能很好地消除织物上的静电，而 后者则需要接地或在空气较大的情况下才能使静 电消除。
抗静电纤维的加工方法
• • • • 纤维或其制品表面处理 纤维及其制品的表面接枝 施加抗静电剂 不锈钢纤维混纺
抗静电纤维的加工方法
• 纤维及其制品的表面接枝 纤维及其制品表面接枝是用亲水性单体在纤 维表面接枝聚合。其接枝的方法是利用聚 合引发剂和紫外线、放射性离子等高能射 线，在纤维聚合物的一部分主链上形成游 离基或离子，再与亲水性单体反应。
纺织材料静电主要是由于表面间的摩擦产生的。纺织材 料是电的不良导体，具有很高的电阻率。纤维及其制品在 生产加工和使用过程中由于受摩擦、牵伸、压缩、剥离及 电场感应和热风干燥等因素的作用而产生静电。
静电与纺织品加工
在民用方面，静电会导致纺织品的使用过程中吸尘沾 污，服装纠缠人体产生粘附不适感，对人体健康产生不利 影响。 在产业应用方面，静电是火工、化工、石油等加工行业 引起火灾、爆炸等事故的主要诱发原因之一，也是化纤等 纺织品行业加工过程中的质量及安全事故隐患之一
消除方法
材料若要有良好的抗静电作用，一般要求其静电 衰减时间≤1秒，亦即质量比电阻在1010～1011兆· cm以 下。
1.提高纤维的亲水性 提高织物的亲水性，可以涂抹表面活性剂，或在 纤维生产时添加吸水性好的微粒。 2.电荷中和法 将处于静电序列两端的两种纤维材料混合应用， 这种中和不是消除电荷，而是抵消表面电荷。
抗静电纤维
中文名称： 抗静电纤维 英文名称： antistatic fiber 定义： 不易集聚静电荷，有防止产生静电和消除静 电作用的纤维。
抗静电纤维
• 抗静电纤维：用于一般性抗静电服装、毛毯等。
抗静电纤维
抗静电机理
• 抗静电纤维的抗静电机理是通过吸湿使大部分产 生的静电泄漏,属于利用漏电效应。 • 导电纤维的抗静电机理主要是当导电纤维接近带 电体时,利用电场引起自身电晕放电,使静电中和, 属于放电效应
抗静电纤维的加工方法
• 施加抗静电剂 • 纤维内部混入抗静电剂，使纤维本身具有 抗静电性。所用的抗静电剂为亲水性聚合 物。
抗静电纤维的加工方法
• 纤维或其制品表面处理 将纤维或其制品在亲水性聚合物的乳化 分散液中浸渍，吸收处理，或在浓溶液中 浸渍后再进行固化处理。其实质就是把具 有抗静电效果的亲水性聚合物同纤维牢固 的粘合在一起。一般，腈纶通常采用含聚 二乙基氨基丙烯酸乙脂类化合物。
导电纤维的分类
金属系
导电纤维
碳黑系
金属化合物系
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金属Байду номын сангаас维
金属涂层、镀层纤维
碳纤维
涂层型纤维
碳黑混炼 型纤维
复合纺纤型纤维
化学反应型纤维
复合纺丝型纤维
导电纤维
导电填料 体积电阻 优 点 缺 点
( cm )
金属盐 碳 黑 石 墨 碳纤维 碳纳米管 金属粉末 IDP 10-2 10-2 10-4 10-3 10-6 10-6 10-4 浅色 高性价比，用途广泛，重量 轻，耐腐蚀，导电性可调 对体系流变性能影响小 强度高 增强、导热 导电性能好 导电性好 填充量大 颜色深，不适于洁净 场所 颜色深 弯曲模量低 价格昂贵 易氧化，不耐腐蚀， 比重大 加工困难，化学性质 不稳定，环保和健康
3.静电逸散法
采用导电纤维将纺织品上的静电导走的方法。
导电纤维
导电纤维通常是指在标准状态下(20℃, 65% 相对湿度) 比电阻在102～ 1088. cm 的 纤维。比电阻在109～ 10128. cm 的纤维一般 作为抗静电性能。这些纤维基本上属于电子 导电为机理的功能纤维, 可以通过电子传导 和电晕放电而消除静电。
2.
导电纤维发展方向和不足
从纺织品开发的角度来看，宜采用导电纤维 或做抗静电处理，以达到良好的抗静电性能。 使用导电纤维开发的抗静电织物存在的问题是 织物的后整理（染色）问题，由于导电纤维大多 数为深色，其染色性能成为一个问题。
抗静电纤维
• 抗静电纤维的种类 • 1）表面活性剂添加型纤维：为制备效果相对耐久 的表面活性剂添加型抗静电纤维，可采用将表面 活性剂添加到纺丝液中进行共混纺丝的方法，利 用表面活性剂从内向外的不断迁移扩散，使纤维 表面长期含有表面活性剂。 • 2）共混（成纤聚合物与抗静电剂）、共聚合（亲 水性化合物与纤维单体）和接枝改性型抗静电纤 维