随着科技的发展和进步,浅色导电纤维不仅具有十分优异的电学性能,而且由于长度和线密度的尺寸可控性好、强度高、柔曲性好、可加工性能好,具有优异的电信号探测和传输性能,它已成为21世纪智能材料优先的信息传感与传输的理想载体,在传感器、医药、航空航天、机械、电子通讯等领域都表现出了优越的应用前景。作为功能性材料的一种,从基础的抗静电、防辐射产品的开发应用到如今各类层出不穷的穿戴式柔性传感器、智能纺织品的问世,导电纤维在科学发展至今愈发凸显出不可或缺的重要性。浅色的导电纤维解决了传统碳系导电纤维染色性差、手感粗糙等问题,极大地拓展了其在各类服饰领域的应用与价值,随着人们对产品外观、安全性、舒适度上愈来愈高的要求,在可预见的未来,这依旧会是一个很大的研究热点。由于导电纤维的导电性能主要基于自由电荷的移动,不依靠吸湿和离子的转移,所以不受环境湿度影响。白色锦纶有机导电复合丝
在抗静电针织物中,导电纤维以不同的方式与针织基本组织结合,可以根据针织物用途的不同设计出不同的组织结构。如在单面针织机上可以采用衬垫组织,让导电纤维以衬垫纱的形式,在某些针上形成集圈,在另外一些针上形成浮线。导电纤维以悬弧和浮线的形式显露在单面针织物反面;在双面针织机上,让针筒针和针盘针相对配置。在编织过程中,根据导电性能要求,在某些路喂入导电纤维,并使导电纤维在针筒针和针盘针上都编织成集圈,这样导电纤维就以悬弧的形式处在双面针织物的中间苏州高性能有机导电纤维长丝有机导电纤维在防静电工作服面料、普通民用和工业用纺织品的静电消除方面能发挥积极有效的作用。
碳黑涂敷型、碳黑复合型、金属氧化物复合型有机导电纤维力学性能和耐化学试剂性能均可适应纺织加工。碳黑涂敷型有机导电纤维有良好的导电能力,电阻率达105Ω·cm,适合于防静电工作服面料,但耐久性稍差;碳黑复合型导电纤维的导电能力及持久性较好,电阻率为105~107Ω·cm,适宜于中等抗静电要求的纺织品。以碳黑为导电物质时,导电纤维不易在浅色薄型织物中隐藏。金属氧化物复合型导电纤维的导电性能较差,电阻率为108~1010Ω·cm,适合于浅色民用纺织品。一般碳黑复合型导电纤维以2.5cm间距经向嵌织时,已能满足防静电工作服的性能要求,而金属氧化物复合型有机导电纤维的经向嵌织的间距一般不超高1.0cm。
导电纤维从种类来划分,可分为导电成分均一型纤维和导电成份不均一型纤维两大类。导电成分不均一型纤维又分为导电成分包覆型和导电成分复合型两种纤维。从导电纤维的工艺角度来看,大体上可分为四大类,复合法、镀层法、导电聚合物法、化学处理法。复合法即以导电性微粒,如碳黑、金属氧化物、金属粉末等混入聚合物内部或纤维的表层,由此产生导电性,换句话说,添加导电粒子进行复合、共混纺丝,将原有化学纤维改性,使具有导电性。导电成份复合型纤维制造技术的特点是,将含有高浓度导电粒子的流动性、曳丝性较差的导电性聚合物以低比率与主体聚合物进行共混和复合纺丝,可以得到长时间稳定的混合流体体系并具有较的可纺性。经挤压喷丝、冷却固化生成的初生纤维,在其后加工时,应注意保持导电成分的导电粒子均一分散,并且结构不被破坏,控制在适宜的温度、应力下进行拉伸。这种方法的难点是在聚合物中混入导电微粒,制造较困难,成本也高。尤其是粒子分散问题较难解决,容易造成喷头堵塞和降低纤维强度。长丝织物中添加导电丝较简便的方法是在化纤纺丝时直接复合导电丝。
用复合纺丝法生产导电纤维一般有导电成分露出型、三层同心圆型、并列型、芯鞘型和海岛型等5种主要结构。导电成分露出型:导电成分露出纤维表面,放电非常快,抗静电效果。这种形态的纤维虽然抗静电效果,但因为导电层裸露在外,会因洗涤及摩擦使导电粒子流失而降低导电性能。导电成分容易损耗。三层同心圆型:这是一种将导电成分夹在中间层的复合纤维,这种夹层结构使导电成分既接近表面附近又包覆在中间,所以白度增加且耐洗涤和摩擦,导电效果又兼具耐久性。并列型:这是将纤维分成两层、三层或更多层并列,使导电成分贯穿纤维横截面并在两端露出,所以电荷能导通到纤维的另一面,使垂直于纤维轴向的导电效果增加。芯鞘型:这类纤维分为两类:一是以导电成分为芯,非导电聚合物为鞘,这种纤维白度,耐洗涤,耐摩擦、耐久性,但导电效果较差。二是以导电成分为鞘,非导电聚合物为芯,这种纤维导电效果,但导电成分裸露在外,使纤维的颜色、洗涤性、摩擦性受到影响。海岛型:纤维的“海”为非导电聚合体,“岛”为导电成分,“岛”的直径越小,开始电晕放电的电压越低,残留的带电荷的量越少,可以避免因静电引起的及火灾。复合导电丝可采用网络及并捻等方式生产。江苏苏州金属氧化物导电丝厂家
导电纤维在不接地的情况下,也可用电晕放电的方法消除静电。白色锦纶有机导电复合丝
1974年美国DuPont公司率先开发了以含有碳黑的PE为芯、PA66为鞘的皮芯复合导电纤维AntronⅢ,此后各大化纤公司纷纷开始研究和开发含有碳黑的复合导电纤维。但碳黑复合导电纤维通常呈灰黑色,限制了其应用范围,20世纪80年代开始了导电纤维的白色化研究,以粒径约1μm的铜、银、镍、镉等金属硫化物、碘化物或氧化物为导电物质,复合纺丝制得适合各种染色要求的白色导电纤维。复合纺丝法制得的有机导电纤维中导电物质沿纤维轴向连续,易于电荷逸散。复合结构常见的有皮芯结构、单点或多点内切圆结构、三明治夹心结构和共混结构等。碳黑复合导电纤维的导电能力及持久性较好,电阻率为105Ω·cm~107Ω·cm,适宜于中等抗静电要求的纺织品。金属化合物复合导电纤维的导电性能相对较差,电阻率为108Ω·cm~1010Ω·cm,适合于浅色民用纺织品。复合型有机导电纤维具有良好的耐摩擦、耐屈曲、耐氧化及耐腐蚀能力,与其他纤维容易抱合,易于混纺或交织,具有优良且持久的导电性。因此这种纤维很广的适用于工业生产和服装、服饰上。白色锦纶有机导电复合丝
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