导电纤维的发展历程

《导电纤维的发展历程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《导电纤维的发展历程（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、导电纤维的发展历程导电纤维的发展经历了六个阶段，具体如下：第一阶段：采用吸湿性抗静电剂对纤维或织物进行表面处理阶段。水具有很高的导电能力。只要吸收少量的水，就能明显提高聚合物的导电性。水能为电荷提供转移介 质，促进离子向相反的电极移动，而且当水减少时，可以从大气中得到补充。利用水的这种特性，从而研 发了一系列的抗静电剂。抗静电剂是具有亲水基与疏水基的表面活性剂。其疏水基指向纤维材料表面，吸 附在相界面上，并改变相界面的状态；亲水基则指向空间，吸附大气中的水汽。抗静电剂在纤维及其制品表面大致有这几种作用：1 、吸湿作用：在纤维材料表面形成连续的单分子水膜。2 、降低比电阻作用：纤维材料表面的水膜

2、，提高了纤维材料的介电系数，从而有效的地降低其表面比 电阻。3 、增强离子导电作用：提高纤维材料表面离子浓度，增强其在水汽中的离子（包括质子）导电作用。4 、促进电解质溶解作用：为空气中的二氧化碳和纤维材料中存在的电解质的溶解提供了场所。5 、电性中和作用：当抗静电剂电荷符号与纤维材料的电荷符号相反时，会产生电性中和作用。优点：加工便利，造价低廉，抗静电效果明显。缺点：抗静电性能对环境湿度依赖性非常强，低湿度（RHV40%）时，其抗静电性能丧失，而且耐久性差。第二阶段：在纤维内部加入抗静电剂，对纤维进行改性阶段。在基本聚合物的内部加入抗静电剂组分，与基本聚合物共混或共聚，采用复合纺丝方法制成海

3、岛型或皮芯 型的复合抗静电纤维。其中的岛相或芯部为含有抗静电剂的聚合物，而作为海相或皮部的基本聚合物为纤 维的主体，对亲水性基团的聚合物起保护作用并承担纤维及基本功能。抗静电纤维内部的抗静电剂多为极 性或离子型的表面活性剂。其分子结构同样具有亲水性基团和疏水性基团。疏水性基团与基本聚合物具有 一定的相容性，而亲水性基团使其具有一定的吸湿性。抗静电纤维的抗静电机理：纤维内部的抗静电剂所含的亲水基团能够迁移到纤维的表层，并形成一层水膜， 通过该水膜吸收大气中的水汽来提高纤维的介电函数，降低纤维的表面比电阻，加速净静电电荷的泄露。优点：由于抗静电剂在基本聚合物的内部，故其耐久性较好。缺点：抗静电剂作

4、用的发挥是依赖其吸湿性，这就注定了其对环境湿度的依赖性，在低湿度（RHV40%）条 件下，将丧失抗静电性能。用量大。第三阶段：金属纤维和导电物质表面涂敷阶段。1、金属导电纤维：利用金属优良的导电性能制得导电纤维，使其成为最早的、真正意义上的导电纤维。其电阻率可达10-210-iQcm。金属纤维常用的金属有：不锈钢、铜、铝、镍、金、银等，目前应用最广的是304、304L和316、316L不锈钢纤维。主要生产方法是直接拉伸法。将金属线材反复经过模具拉伸，制成直径为410p m的纤维（目前最细的已达1p m以下），断裂强力515cN/dtex,断裂伸长在3.05.0%。不锈钢纤维具有优良的耐久性、耐

5、热导性、耐弯曲、耐磨损、防辐射的特性。当金属纤维含量大于 0.5%时， 织物具有一定的抗静电性能，当金属纤维含量为 25%时，织物具有良好的防静电性能。当金属纤维含量大 于 8% 时，该织物除具有防静电性外，还具有一定的电磁波屏蔽性能。金属纤维含量与防静电性金属纤维含量%表面电阻Q面电荷密度M C/m2电磁屏蔽db0.52107109225106107182510710-20.52040缺点：纤维较硬挺、抱合力稍差、染色性差、纤维价格较高。注：不锈钢纤维的导电性能随细度的增加而增大，当细度小于8p m时，则随细度增大而减小。2、导电物质表面涂敷电纤维：这种纤维是20世纪60年代德国巴斯夫(BA

6、SF)公司率先开发出的炭黑 性表面涂敷导电纤维为代表。生产方法是通过物理、化学等途径在普通纤维表面涂敷和固着金属、碳、导 电高分子等导电物质。这种纤维的导电成分都分布在纤维表面，故抗静电效果好，但在使用过程中，导电 物质易脱落，是导电性能丧失。第四阶段：复合导电纤维阶段。1975年杜邦公司采用复合纺丝技术制成了含炭黑导电芯的复合导电纤维一安特纶(Antronlll)。由此， 各大化纤公司纷纷开始以炭黑为导电成分的复合纤维的研究开发。孟山都公司开发了并列型的导电纤维， 日本钟纺公司开发了锦纶导电纤维，尤尼吉卡公司，可乐丽公司、东洋纺公司等相继开发了复合导电纤维。 这一时期炭黑复合型导电纤维得到很

7、大的发展，到 20 世纪80 年代末期，日本的年产量达到 200 吨。由于 炭黑复合型导电纤维以炭黑为导电组分，纤维通常为黑灰色，是应用范围受到一定限制。炭黑型复合导电纤维的出现，推动了嵌织式抗静电织物的研发与生产。第五阶段：导电纤维的白化研发阶段。20 世纪 80 年代，开启了导电纤维的白化研究工作。普遍的方法是用铜、银、镍和镉等金属的硫化物、 碘化物或氧化物与普通高聚物共混或复合纺丝而制成导电纤维。如利用化学反应制成 CuS 导电层的导电纤 维;帝人公司制成表而含有Cui的导电纤维T-25;钟纺公司制成含Zn0的导电纤维;尤尼吉卡等公司也先后 白色导电纤维。以金属化合物或氧化物为导电物质的

8、白色导电纤维性能不及碳黑复合型导电纤维，但其应 用不受颜色的限制。第六阶段：高分子导电纤维的研发阶段。高分子导电纤维是通过对高分子材料进行掺杂而制成的本征高分子导电纤维。如聚吡咯，聚噻吩，聚 苯胺等高分子材料。这些本征导电高分子具有较高的电导率（可达 10-310-2s/cm）对这类材料的研究工作已经取得了一些令人鼓舞的进展。但实际应用还有一定的困难，主要是加工性能较 差。另外，国内外对高分子的超导性的研究也在进行中。电子信息的智能化纺织品的研究工作也在进行中。国内对导电纤维的研究与开发工作相对较晚。20世纪80年代，国内开始生产金属纤维和碳纤维，但产 量较小。所需的导电纤维大部分依靠进口。国内研发金属纤维较早的有兰州矿冶研究院等科研机构与一些 企业，如新乡的 540 厂等。国内研发炭黑型复合导电纤维的有无锡纺研所、纺科院的中纺优丝等单位，现 工艺技术已较为成熟。国内还有相当一部分高校和科研机构以及一些大型企业也相继开发成功了多种有机 导电纤维和白色导电纤维。如：表面镀铜、镍的金属涤纶导电纤维，碘化铜的导电腈纶纤维，碘化铜涤纶 共混纺丝制成的导电纤维，炭黑复合纤维等。在白色导电纤维的生产技术上，国内有企业用海岛纤维技术 开发成功等等。总体讲，与国外先进水平还有一定差距，如在产品质量和稳定性方面。