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。导电纤维是一种通过电子传导和电晕放电消除静电的功能纤维。高性能锦纶有机导电纱
抗静电织物从加工工艺来看有后整理型、纤维化学改性型、导电纤维混纺型、导电纤维嵌入型等4种类型。其中后整理型工艺简单、成本低廉,但不耐洗涤,受空气相对湿度影响较大;纤维化学改性型抗静电纤维本身的黑色在浅色织物中无法掩盖,影响外观;而导电纤维混纺型和导电纤维嵌入型织物以其导电性能好、耐洗涤的优良性能被应用于抗静电织物当中。一般将电阻率在108Ω/cm以下的纤维(20℃、65%R.H)统称为导电纤维。导电纤维是以电子导电为机理的纤维,因此无湿度依赖性,具有远高于抗静电纤维的消除和防止静电作用的性能。在织物中混入0.5%~5%的导电纤维即可解决织物带静电问题。含导电纤维的织物是利用电体的静电诱导、电晕放电、泄漏等综合作用而实现抗静电性能的。其过程为:织物因摩擦带上静电→织物中产生的电荷向导电纤维汇集→导电纤维中诱发了与织物上电荷符号相反的电荷→导电纤维附近诱发产生静电场,周围的空气受此电场的作用而电离→电晕放电产生的正负离子中与织物所带电荷性质相反的离子向织物移动与织物所带电荷中和→消除静电。高性能锦纶有机导电纱当导电纤维的选择出现困难时,可以从导电纤维与普通纱线的复合方式上克服困难。
有机导电纤维可以降低纱线的比电阻,随着导电纤维混入量的增加,纱线的电阻值逐渐降低,导电性能明显提高。在环锭纱中混入4%的有机导电纤维,纱线导电性可以达到抗静电性能要求。进一步增加含量,纱线的抗静电性能增强,但意义不大。在导电纤维含量相同的情况下,环锭纱的导电性能优于转杯纱。环锭纱主要以导电方式消除静电,转杯纱以电弧放电为主消除堆积静电。采用有机导电短纤维开发抗静电混纺纱的方法简单易行,不可用于开发抗静电织物,而且还为消除纺纱织造过程中的静电提供了思路。将原纤维中混入少许有机导电纤维可以改善缠皮辊和织造开口不清等由于静电产生的不利影响,在实际生产中有推广和应用价值。
有机导电纤维在织物中的使用,通常采用与普通纤维实现合理的复合,使导电纤维均匀地分布于基础织物之中,并在交织过程中不会承受过大的张力和摩擦力,不会分裂脱散,防止有机导电纤维过度伸长或断裂。根据终使用要求的不同,可以单向嵌织,也可以双向嵌织。短纤维纱添加短纤维导电纤维时,可采用在短纤维纺纱系统中混纺的方式进行。短纤纱添加有机导电纤维长丝时,可以采用赛络纺、包芯纺、空芯锭纺纱机、氨纶包覆机、有捻并线机、无捻并线机等设备与导电纤维复合。长丝织物中添加导电丝的简便方法可以在不同的工序上进行复合,在化纤纺丝时直接复合导电长丝,可以在加弹机(DTY)、牵伸加捻机(DT)、空气变形机(ATY)上实现。导电纤维制成的抗静电织物是以普通纤维为主体,加入少量导电纤维而构成的。
不同类型的导电纤维,其导电性能会产生明显差异性,而不同毛混纺织物在制作时,其加工工艺同样会出现较大差别。具体来说,毛混纺织物生产工艺中,导电纤维基体、内部导电物质、毛混纺织物类型等数据的变化会对毛混纺织物加工生产造成极大影响。(1)毛涤织物的静电反应大多与还原剂、环境内水分及温度息息相关。应用导电纤维时,需通过除杂、漂白等工艺,预防纺织物的静电风险。(2)纺丝绸纺织物内的碱、湿热系数均会对纺织物成品质量、抗静电性能产生一定作用。因此需要在去除油剂、退浆环节,减少导电纤维的使用量。(3)制作毛混纺织物时,导电纤维在不同类型的纺织物中会发生不同的化学反应。纺织物中的酸碱度会直接改变导电纤维的抗静电性能,弱化其导电纤维功能。因此,相关人员在生产毛混纺织物时,若将导电纤维作为纺织物的基体,则需在印染、热处理、漂白等工艺中,合理设置纺织物加工参数,科学选用导电纤维。导电纤维按导电成分分布状态,分为均匀型、被覆型和复合型三类。白色涤纶有机导电短纤
导电纤维可以通过电晕放电向大气中释放电荷。高性能锦纶有机导电纱
有机导电长丝在机织物中的分布方向主要有两种:单向分布和双向分布。单向分布指有机导电长丝在织物经向或纬向分布,双向分布指有机导电长丝在织物的经纬向都存在。单向分布时导电长丝之间互不连通,呈平行线状存在,双向分布时经纬向的导电长丝互相交叉,形成网状连通结构。在有机导电长丝用量相同的情况下,单向分布时有机导电长丝间距离较小,双向分布时,有机导电长丝间距较大,为单向分布时有机导电长丝间距的2倍,但双向分布有机导电长丝形成网状连通结构。同含量下,有机导电长丝单向分布和双向分布织物的抗静电性能有非常大的差异,双向分布时虽然有机导电长丝的间距较大,但经向表面电荷密度明显下降,只有单向分布的35%,纬向电荷密度也有所下降,为单向分布的90%。但织物的整体抗静电性能却有所提高。因此,在抗静电织物设计中,应尽可能在织物的经纬向都使用导电纤维。在有机导电长丝间距相同的情况下,双向分布时有机导电长丝的用量是单向分布时的2倍,而双向分布时,导电纤维形成网状连接,不似单向分布中导电纤维互不连通。理论上这两个因素都对电荷的泄漏更有利。高性能锦纶有机导电纱
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