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合成纤维编织成针织物经化学电镀或真空镀膜,再解编制成导电纤维。美国Rohm and Haas公司用化学镀层方法在尼龙纤维表面镀银制成导电纤维x—Static,东洋纺公司用低温熔融态金属浸渍制成具有金属皮层的导电纤维。Statex公司的Ex—stat则是采用非电解镀银技术制成的导电纤维。表面金属化导电纤维的电阻率可达到10-4 Ω·cm ,但耐久性、可纺性和染色性能较差,应用范围受到限制。 将金属粉末或碳黑添加于粘合剂(白乳胶、丙烯酸树脂、环氧/PA树脂等),粘合剂定量注射到隙缝上,纤维连续通过隙缝时涂敷于表面。固化后经防水处理,制成导电纤维。电阻率可达10-2—10-3Ω·cm。 日本帝人公司的“梅塔莱安”即以聚酰胺为基材,以此法涂碳黑粉末制得。 采用皮芯复合结构的合成纤维为基材,皮层有较低的熔点。纤维在与碳黑相接触的状态下加热,当皮层软化时碳黑嵌入纤维表面。英国IcI公司曾以PET、PA为基材用此法生产导电纤维。 日本菱田三郎将涤纶置于含Na2S和HCl的混合溶液的密闭容器中,然后再经含硫化铜和还原剂的混合溶液处理,在Na2S和HCl反应产生的H2S气体高压作用下使Na2s渗入纤维内部,使涤纶获得耐久的导电性。 1977年波兰okoniewskim等人将腈纶浸于铜盐溶液,使其吸附二价铜离子,再用还原剂使二价铜离子还原为一价铜离子,一价铜离子与腈纶纤维上的氰基络合并生成铜的硫化物,在纤维表面形成导电层。 以普通合成纤维为基体,经氧化剂处理后吸附苯胺单体,并引发聚合反应,形成有良好导电性能的聚苯胺导电层。 1987年日本菱田三郎等人将PET纤维经碘及碘化钾处理后置于吡咯蒸汽中,并引发聚合反应,在PET表面形成经掺杂的聚吡咯层,纤维的电阻率达1.7×IO—2Ω·cm 。 为寻求导电性能及耐久性更好的导电纤维,1978年日本东丽公司生产了以含碳黑的聚合物为岛、PAN为海的海岛型导电纤维“SA—7”,此后各大化纤公司纷纷开始含碳黑复合导电纤维的研究与开发,到80年代末期,日本碳黑复合型导电纤维的年产量达到200吨。 由于碳黑复合导电纤维通常呈灰黑色,不适合于浅色纺织品,故其应用范围受到限制。 曾对碳黑复合导电纤维采用增加含消光剂皮层的方法屏蔽碳黑的黑色,但效果有限;采用普通合成纤维长丝和碳黑复合导电纤维长丝做成混纤丝的方法可降低灰度,但导电能力受到影响。 (二)导电纤维的特性和抗静电机理 导电纤维学具有电晕放电能力,能起到向大气放掉静电的效果,电晕放电是一种很缓和的放电形式,当露电压达到一定的数值后即产生无火花的电晕放电,使露电消除,这是因为织物中的导电纤维,在露电场的作用下,周围的空气产生电离作用而形成正负离于,正负离子中的一种与织物所带的露电荷相反而中和,另一种则与环境或大地中和,从而消除了静电。 抗静电剂 (一)概况: 目前使用最多的是外部抗静电剂。 它用于合成纤维生产、加工过程等表面喷涂;作为合成树脂薄膜及模制品加工过程的添加剂、抗静电剂。 外部抗静电剂有阴离子型、阳离子型、非离子型和两性表面活性剂。其中,阴离子型抗静电剂热稳定性好,多用于合成纤维生产、加工过程。 其主要有高级醇酸酯(盐)、脂肪族磺酸盐、高级酸磷酸酯(盐)。 平衡离子的阳离子部分除使用钠、钾等金属离子外,也用三乙醇胺等烷基醇胺。 常用的抗静电整理剂是脂肪族衍生物和季胺盐化合物。可以把烷基氯化物连接到氮原子上,增加热稳定性(烷基磷酸盐化合物有200℃以上的稳定性)。 季胺盐一个突出的特点是它有油溶性和良好的吸湿性能。 含磷化合物也被广泛应用,但含磷化合物整理效果不能持久。 永久性的整理主要是在纤维的表面形成交联的聚合物薄膜,它含有吸水性基团或离子。理想的整理是在纤维的表面形成不溶性的膜,但抗静电(吸湿性)性能提高的同时会导致纤维的膨胀,从而降低纤维耐湿摩擦的性能。因此高吸湿低膨胀是人们追求的目标,目前人们只能以抗静电性能的部分损失来换取抗静电效果的持久性。这也就要求整理剂的耐洗性要好。 抗静电整理所用的抗静电整理剂一般属于表面活性剂,包括阳离子型、阴离子型和非离子型,其中阳离子表面活性剂的抗静电效果最好,高分子量非离子型表面活性剂的抗静电耐久最好。 生产中不管采用那种抗静电整理剂,应具有以下物质和反应性交联基团 (1)具有吸湿性强的有机物质。如甘油、聚乙二醇等多元醇,吸湿性强的无机盐(氯化锂、氯化钠等),以及离子型的溴化钾等。(2)具有吸附性和定向的表面活性剂,易与织物交联的基团,以及改性树脂、复合树脂和反应性有机硅酮树脂等。 (3)能够形成良好的导电性连续膜 (4)对染料的染色牢度无影响或影响很小,与其他整理剂拼混性较好,无刺激气味,以及
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