İlk aşama
Elyaf veya kumaş üzerinde yüzey işlem aşamasını gerçekleştirmek için higroskopik antistatik madde kullanın.
Suyun elektrik iletkenliği yüksektir. Az miktarda su emildiği sürece polimerin iletkenliği önemli ölçüde geliştirilebilir. Su, şarj için bir transfer ortamı sağlayabilir, iyonların karşı elektrota hareketini teşvik edebilir ve su azaldığında atmosferden yenilenebilir. Suyun bu özelliğini kullanarak bir dizi antistatik madde geliştirildi. Antistatik madde, bir hidrofilik gruba ve bir hidrofobik gruba sahip olan bir yüzey aktif maddedir. Hidrofobik grup, fiber malzemenin yüzeyine işaret eder, faz arayüzüne adsorbe olur ve faz arayüzünün durumunu değiştirir; hidrofilik grup ise boşluğa işaret eder ve atmosferdeki su buharını emer.
Antistatik maddeler genellikle elyafların ve bunların ürünlerinin yüzeyinde aşağıdaki işlevlere sahiptir:
1. Nem emilimi: Fiber malzemenin yüzeyinde sürekli bir monomoleküler su filmi oluşur.
2. Özgül direncin azaltılması: Fiber malzemenin yüzeyindeki su filmi, fiber malzemenin dielektrik katsayısını arttırır, böylece yüzeye özgü direnci etkili bir şekilde azaltır.
3. İyon iletkenliğini artırın: Fiber malzemenin yüzeyindeki iyon konsantrasyonunu artırın ve su buharındaki iyon (proton dahil) iletkenliğini artırın.
4. Elektrolit çözünmesini teşvik edin: Havadaki karbondioksitin ve fiber malzemelerdeki elektrolitlerin çözünmesine yer sağlar.
5. Elektriksel nötrleştirme: Antistatik maddenin yük işareti, fiber malzemenin şarj işaretinin tersi olduğunda, elektriksel nötrleştirme meydana gelecektir.
Avantajları: uygun işleme, düşük maliyet ve belirgin antistatik etki.
Dezavantajları: Antistatik performans çevresel neme oldukça bağlıdır. Düşük nemde (RH<40%), its antistatic performance is lost and its durability is poor.
ikinci aşama
Elyafı değiştirmek için elyafın içine antistatik madde ekleyin.
Temel polimere bir antistatik madde bileşeni eklenir, bazik polimerle harmanlanır veya kopolimerleştirilir ve bir deniz-ada veya kılıf-çekirdek kompozit antistatik fiber, kompozit eğirme yöntemiyle yapılır. Ada fazı veya çekirdek kısmı, antistatik madde içeren bir polimerdir ve deniz fazı veya kabuk kısmı olarak bazik polimer, hidrofilik grup polimerini koruyan ve elyafın temel işlevini üstlenen elyafın ana gövdesidir. Antistatik elyafın içindeki antistatik madde çoğunlukla polar veya iyonik yüzey aktif maddedir. Moleküler yapısında ayrıca hidrofilik gruplar ve hidrofobik gruplar bulunur. Hidrofobik grup, bazik polimerle belirli bir dereceye kadar uyumluluğa sahipken, hidrofilik grup, belirli bir derecede higroskopisiteye sahip olmasını sağlar.
Antistatik elyafın antistatik mekanizması: Elyafın içindeki antistatik maddenin içerdiği hidrofilik grup, elyafın yüzeyine göç ederek bir su filmi oluşturabilir. Su filmi, elyafın dielektrik özelliğini arttırmak için atmosferik su buharını emer. Fiberin yüzeye özgü direncini azaltma ve net elektrostatik yük sızıntısını hızlandırma işlevi.
Avantajları: Antistatik madde bazik polimerin içinde olduğundan dayanıklılığı daha iyidir.
Dezavantajları: Antistatik maddenin etkisi, çevresel neme bağımlı olmasına mahkum olan higroskopikliğine bağlıdır. Düşük nem altında (RH<40%) conditions, it will lose its antistatic performance. The dosage is large.
Üçüncü aşama
Metal elyaf ve iletken malzeme yüzey kaplama aşaması.
1. Metal iletken fiber: İletken fiber, metalin mükemmel iletkenliği kullanılarak yapılır, bu da onu en eski ve gerçek iletken fiber yapar. Direnci 10¯²-10¯¹ Ω · cm'ye ulaşabilir. Metal fiberler için yaygın olarak kullanılan metaller şunlardır: paslanmaz çelik, bakır, alüminyum, nikel, altın, gümüş vb. En yaygın kullanılanlar 304, 304L ve 316, 316L paslanmaz çelik fiberlerdir. Ana üretim yöntemi doğrudan çekme yöntemidir. Metal tel, 4-10μm çapında (şu anda en incesi 1μm'den azdır) bir fiber oluşturmak için kalıp boyunca tekrar tekrar gerilir, kopma mukavemeti 5-15cN/dtex'tir ve kopma uzaması %3,0-5,0'dır. Paslanmaz çelik elyaf mükemmel dayanıklılığa, ısı iletkenliğine, bükülme direncine, aşınma direncine ve radyasyon direncine sahiptir. Metal fiber içeriği %0,5'ten fazla olduğunda kumaş belirli antistatik özelliklere sahiptir ve metal fiber içeriği %2 ila 5 olduğunda kumaş iyi antistatik özelliklere sahiptir. Metal fiber içeriği %8'den fazla olduğunda kumaş yalnızca antistatik özelliklere sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda belirli elektromanyetik dalga koruma özelliklerine de sahiptir.
Metal fiber içeriği ve anti-statik özellik
Not: Paslanmaz çelik fiberin elektriksel iletkenliği inceliğin artmasıyla artar. İncelik 8μm’den az olduğunda incelik arttıkça azalır. Dezavantajları: Elyaf daha serttir, yapışma kuvveti biraz daha kötüdür, boyanabilirlik zayıftır ve elyaf fiyatı daha yüksektir.
2. İletken malzemenin yüzeyi iletken fiberle kaplanmıştır:
Bu elyaf, ilk kez 1960'larda Almanya'da BASF tarafından geliştirilen karbon siyahı yüzey-kaplı iletken elyafla temsil edilmektedir. Üretim yöntemi, sıradan liflerin yüzeyine metal, karbon, iletken polimer ve diğer iletken malzemelerin fiziksel ve kimyasal yöntemlerle kaplanması ve sabitlenmesidir. Bu fiberin iletken bileşenleri fiberin yüzeyine dağılmıştır, bu nedenle antistatik etki iyidir, ancak kullanım sürecinde iletken malzemenin düşmesi kolaydır ve iletken performans kaybolur.
Dördüncü aşama
Kompozit iletken fiber aşaması.
1975 yılında DuPont, karbon siyahı iletken çekirdekli kompozit iletken fiber yapmak için kompozit eğirme teknolojisini kullandı-Antron III. Sonuç olarak, büyük kimyasal elyaf şirketleri iletken bileşen olarak karbon siyahı içeren kompozit elyafları araştırmaya ve geliştirmeye başladı. Monsanto yan yana{-iletken lifler geliştirdi, Kanebo naylon iletken lifler geliştirdi ve Unijika, Kuraray ve Toyobo art arda kompozit iletken lifler geliştirdi. Bu dönemde karbon siyahı kompozit iletken fiber büyük ölçüde geliştirildi. 1980'lerin sonunda Japonya'nın yıllık üretimi 200 tona ulaştı. Karbon siyahı kompozit iletken fiber, iletken bileşen olarak karbon siyahını kullandığından, fiber genellikle koyu gridir ve bu da uygulama kapsamını sınırlar.
Karbon siyahı kompozit iletken fiberlerin ortaya çıkışı, kakma antistatik kumaşların geliştirilmesini ve üretimini teşvik etmektedir.
Beşinci aşama
İletken elyafın beyazlatma geliştirme aşaması.
1980'li yıllarda iletken liflerin beyazlatılması konusunda araştırma çalışmaları başlatıldı. Yaygın yöntem, iletken lifler yapmak üzere harmanlamak veya kompozit eğirmek için bakır, gümüş, nikel ve kadmiyum ve diğer metal sülfürleri, iyodürleri veya oksitleri ve sıradan polimerleri kullanmaktır. Örneğin, CuS iletken katmanının iletken lifi kimyasal reaksiyonla yapılır; CuI içeren iletken fiber T-25, Teijin Co., Ltd. tarafından yapılmıştır; Zn0 içeren iletken fiber Kanebo Co., Ltd. tarafından yapılmıştır; Unijika ve diğer şirketler de beyaz iletken elyaf üretti. İletken malzeme olarak metal bileşikleri veya oksitler kullanan beyaz iletken fiberlerin performansı, karbon siyahı kompozit iletken fiberlerin performansı kadar iyi değildir, ancak uygulaması renkle sınırlı değildir.
Altıncı aşama
Polimer iletken elyafın gelişim aşaması.
Polimer iletken fiber, polimer malzemelerin katkılanmasıyla yapılan içsel bir polimer iletken fiberdir. Polipirol, politiyofen, polianilin ve diğer polimer malzemeler gibi. Bu doğası gereği iletken polimerler yüksek iletkenliğe sahiptir (10¯³~10¯²s/cm'ye kadar).
Bu tür materyaller üzerinde yapılan araştırmalar bazı cesaret verici ilerlemeler kaydetti. Bununla birlikte, esas olarak zayıf işleme performansından dolayı pratik uygulamada hala bazı zorluklar bulunmaktadır. Ayrıca yurt içinde ve yurt dışında polimerlerin süperiletkenliğine ilişkin araştırmalar da sürüyor. Elektronik bilginin akıllı tekstilleri üzerine araştırma çalışmaları da devam etmektedir.
İletken lifler üzerine yurt içi araştırma ve geliştirme çalışmaları nispeten geç kalmıştır. 1980'lerde metal elyaf ve karbon elyafın yerli üretimi başladı, ancak üretim nispeten küçüktü. İhtiyaç duyulan iletken liflerin çoğu ithalata bağlıdır. Metal elyaflara ilişkin ilk yerli araştırma ve geliştirme, Lanzhou Madencilik ve Metalurji Araştırma Enstitüsü ve diğer bilimsel araştırma kurumları ve Xinxiang'daki 540 fabrikası gibi bazı işletmelerdir. Karbon siyahı kompozit iletken elyafların yurt içi araştırma ve geliştirme faaliyetleri arasında Wuxi Tekstil Araştırma Enstitüsü ve China Textile Excellent Silk of Textile Academy bulunmaktadır. Mevcut proses teknolojisi nispeten olgunlaşmıştır. Önemli sayıda yerli üniversite ve bilimsel araştırma kurumu ve bazı büyük işletmeler de çeşitli organik iletken lifler ve beyaz iletken lifler başarıyla geliştirmiştir.
Örneğin: yüzeyi bakır ve nikel ile kaplanmış metal polyester iletken elyaf, bakır iyodürden yapılmış iletken akrilik elyaf, bakır iyodür polyester karışımlı eğirmeden yapılmış iletken elyaf, karbon siyahı kompozit elyaf vb. Beyaz iletken elyafın üretim teknolojisinde, bazı yerli işletmeler deniz-adası elyaf teknolojisini vb. başarıyla geliştirmiştir. Genel olarak konuşursak, ürün kalitesi ve istikrar gibi konularda yabancı ileri seviye ile hala belli bir fark var.
