導(dǎo)電纖維原理

對(duì)環(huán)芯多層結(jié)構(gòu)的夾層大量摻入碳黑，并在纖維主體中，并在纖維主體中也摻入碳黑，制成耐久性抗靜電、導(dǎo)電纖維。導(dǎo)電纖維的原理及分類導(dǎo)電纖維是上世紀(jì)60年代出現(xiàn)的一種新的纖維品種，它一般是指導(dǎo)電率大于10-7Ω-1.cm-1的纖維。這類纖維具有良好的導(dǎo)電性和耐久性，特別是在低濕度下仍具有良好的耐久抗靜電性，因此在工業(yè)、民用等領(lǐng)域有著很大的用途。

導(dǎo)電纖維的抗靜電機(jī)理是使導(dǎo)電纖維之間產(chǎn)生電暈放電。電暈放電是一種很緩和的放電形式，當(dāng)靜電壓達(dá)到一定的數(shù)值后，即產(chǎn)生無(wú)火花的電暈放電使靜電消除。這種現(xiàn)象通常認(rèn)為是織物中的導(dǎo)電纖維，在靜電場(chǎng)的作用下，使周圍的空氣產(chǎn)生電離作用而形成正負(fù)離子，正負(fù)離子中的一種與織物所帶靜電荷相反而中和，另一種則與環(huán)境或大地中和，從而消除了靜電。電暈放電與靜電泄露的顯著區(qū)別是：前者在不接地的情況下也能很好地消除織物上的靜電，而后者則需要接地或在空氣較大的情況下才能使靜電消除。

導(dǎo)電纖維的種類

最初的導(dǎo)電纖維是采用直徑約為8μm的不銹鋼制成。70年代各種導(dǎo)電性的有機(jī)合成纖維蓬勃興起，各種牌號(hào)、各種類型的導(dǎo)電纖維大量被研制開發(fā)出來(lái)。目前已開發(fā)的導(dǎo)電纖維主要有金屬纖維、碳素復(fù)合纖維和腈綸銅絡(luò)合纖維等，國(guó)內(nèi)使用的抗靜電織物大多是用金屬纖維或腈綸銅絡(luò)合纖維和其他纖維混紡、交織而制成的。金屬纖維

金屬纖維出現(xiàn)于60年代，其中使用最多的金屬材料為不銹鋼，也有銅、鋁、鎳等。通常是把金屬纖維制成短纖維，再與普通紡織纖維混紡織造，用于防靜電地毯和工作服面料。金屬纖維的特點(diǎn)是導(dǎo)電性能好,其電阻率在10-4-10碳素復(fù)合纖維

將導(dǎo)電碳黑混入高聚物中，用復(fù)合防絲方法，制備“皮芯”、“海島”、“并列”等多種碳素復(fù)合纖維，并以較小的比例混入常規(guī)纖維中，做成混紡、嵌織抗靜電織物。比如粘膠基、PAN基、瀝青基碳纖維均為良好的導(dǎo)電纖維，其電阻率在10-3-10腈綸銅絡(luò)合纖維

將腈綸浸于銅鹽溶液中，使其吸附二價(jià)銅離子，再用還原劑使二價(jià)銅離子還原為一價(jià)銅離子，一價(jià)銅離子與腈綸纖維上的氰基絡(luò)合并生成銅的硫化物，在纖維表面形成導(dǎo)電層。80年代出現(xiàn)基體纖維在處理液或特殊氣氛環(huán)境中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，在纖維表面形成金屬化學(xué)物的方法。例如我國(guó)以PAN、PA為基體生產(chǎn)的EC-N導(dǎo)電纖維。導(dǎo)電纖維作為功能性纖維的主力軍已經(jīng)漸漸打入人們的生產(chǎn)生活中，以其良好的導(dǎo)電性、眾多的種類以適應(yīng)不同應(yīng)用等特點(diǎn)而被廣泛用于防靜電紡織品、電磁屏蔽紡織品、傳感型材料以及偽裝偵察材料。尤其是在日漸成熟的防靜電紡織品領(lǐng)域里，但其可紡性、抗化學(xué)性等有待提高。導(dǎo)電纖維發(fā)展至今可以分為金屬纖維、碳纖維、高分子導(dǎo)電纖維、復(fù)合導(dǎo)電纖維。還有一些其他導(dǎo)電纖維?？紤]到市場(chǎng)上的應(yīng)用和產(chǎn)品的適用性，市面上用的最廣的導(dǎo)電纖維是復(fù)合導(dǎo)電纖維。復(fù)合導(dǎo)電纖維是一種將炭黑，TiO2、SnO2、ZnO、CuI等導(dǎo)電微粒添加到聚合物中而得到的導(dǎo)電纖維，其導(dǎo)電原理為導(dǎo)電填料在聚合物填充體系中的含量達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)電粒子在基體中形成導(dǎo)電通道，聚合物從絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)榘雽?dǎo)體，從而使自身電阻急劇下降，起到導(dǎo)電，即防靜電的作用。其導(dǎo)電性主要取決于所用粒子的類型、聚合物的類型、導(dǎo)電粒子在基體的分散形式、聚合物基體的形態(tài)以及材料的成型工藝。在這些導(dǎo)電微粒中，考慮到顏色，耐候等性能，導(dǎo)電鈦白粉微粒在導(dǎo)電纖維中運(yùn)用的最廣泛。鈦白粉作為各方面性能較好的填料，廣泛的應(yīng)用在涂料，塑料，橡膠和化纖的行業(yè)中。日本石原作為老牌的鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)，它各個(gè)型號(hào)的鈦白粉都被各行業(yè)需求。在導(dǎo)電化纖里面，石原的導(dǎo)電鈦白粉ET-521W得到了很好的應(yīng)用。這款鈦白粉用的是Sno2/Sb做的包膜，石原改進(jìn)了該鈦白粉在熱塑性樹脂中的分散性，以確保人工合成纖維中導(dǎo)靜電的要求。并且在塑料材料中也具有很高的分散性，確保了塑料產(chǎn)品的高導(dǎo)電性和高白度。作為優(yōu)良的白色顏填料，它也不會(huì)影響纖維的色澤。由于ET-521W導(dǎo)電性能優(yōu)良，因此在做導(dǎo)電微粒時(shí)添加量不用過(guò)多，不會(huì)影響纖維的可紡織性。復(fù)合纖維由于其良好的導(dǎo)電、耐洗、耐磨、抗彎曲等性能而廣泛用于工業(yè)、家紡產(chǎn)品，如防靜電服、鞋、帽、羊毛衫，羊絨衫等等。而大量添加導(dǎo)電粒子降低了成纖聚合物的可紡性，使纖維的成品率下降，成本上升，同時(shí)也影響纖維的力學(xué)、紡織性能。因此，降低導(dǎo)電粒子加量成為復(fù)合導(dǎo)電纖維未來(lái)發(fā)展的方向。導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電性能主要是由于自身帶有自由移動(dòng)的電荷，這些電荷在移動(dòng)過(guò)程中通過(guò)電暈等方式將靜電釋放掉，不依靠吸濕和離子移動(dòng)，所以導(dǎo)電纖維