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导电服装材料201013020415 张跃导电纤维是通过电子传导和电晕放电而消除静电的功能性纤维。通常导电纤维是指在标准状态下(20 ℃ ,65 % 相对湿度) 其比电阻在 Ω· cm 以下的纤维,这类纤维具有良好的导电性和耐久性,特别是在低湿度下仍具有良好的耐久抗静电性,因此在工业、民用等领域有着很大的用途。导电纤维的机理是使导电纤维之间产生电晕放电。电晕放电是一种很缓和的放电形式,当静电压达到一定的数值后,即产生无火花的电晕放电使静电消除。这种现象通常认为是织物中的导电纤维,在静电场的作用下,使周围的空气产生电离作用而形成正负离子,正负离子中的一种与织物所带静电荷相反而中和,另一种则与环境或大地中和,从而消除了静电。电晕放电与静电泄露的显著区别是:前者在不接地的情况下也能很好地消除织物上的静电,而后者则需要接地或在空气较大的情况下才能使静电消除。1、金属纤维:即直接将金属通过化学或物理方法成纤,如钛等。一般和其他纤维材料进行交叉纺织以达到面料导电性能。金属纤维导电性能好,耐热、耐化学腐蚀。但对于纺织品而言,金属纤维抱合力小,纺纱性能差,成品着色性差,手感差,因此只适用于织成 T/C面料,在油田、化工厂等易燃、易爆行业做工作服用。 2、碳纤维:碳纤维本身就具有良好的导电能力,因此也适合做导电纤维。不但如此,碳纤维还可做成各种功能性服装,包括科学技术功能类,如防火服、防毒服、防弹服、防辐射服装、宇航服、潜水服、登山服、极地服等,还包括社会规范功能类,如校服、警服、军服、医务人员工作服等,有的属于多项功能一体类的服装。碳纤维面料具有保暖、抗紫外线、抗菌、吸湿排汗、阻燃、防水、防静电等项优点,做社会规范功能类服装极为适合,同时也适合部分科学技术功能类服装。3、有机导电纤维:(1)表面渗碳型有机导电纤维:通过表面渗碳的方式将导电的碳粉加入到已成型的尼龙表面,其特点是表面电阻比较低,但导电的碳粉易受摩擦和洗涤等影响而从尼龙表面脱落,从而使面料的导电性能逐渐降低。(2)复合纺丝型有机导电纤维,复合纺丝型有机导电纤维是将导电的碳粉与熔融状的基体材料充分混合后,经特殊的喷丝孔与基体材料复合成纤,形成了双组份的导电纤维。其产品特性表现为不会因为摩擦、洗涤而致使碳粒子脱落,具有良好的耐洗、抗弯曲、耐磨损等性能。目前国内生产防静电超净面料大部分选用的是 BASF 公司的 Resistat,但在 Class 10000 以上的洁净环境中,渗碳型纤维是不适用的,只能选用复合纺丝型导电纤维。如同样是复合纺丝型导电纤维,比较其组织结构,碳与基体材料熔融混合后完整地包覆在纤维外层的导电纤维,因为具有最大的导电表面积,其导电性能最佳,也应成为防静电超净面料的首选。另外,导电纤维的孔数(D 数)以及导电纤维的并丝加工状况也对导电纤维的性能有很大影响。同种结构的导电纤维,孔数越多,导电表面积越大,导电性能也就越强。同一种导电纤维,在不同的设备上进行复合(并丝)其效果是不一样的。在高倍放大镜下我们可以看到有些防静电超净面料中导电丝浮在布面上,这是因为导电丝复合时张力控制不均匀造成的。浮在面上的导电丝很容易被勾断,继而会从面料中脱落,既影响导电性能,又破坏洁净度。有机复合导电纤维由于与其他纤维性质类似,易于混纺、交织和染色 ,因而应用广泛。当然,除了碳粉也可以用其它导电粒子来与聚合物共混熔融纺织,由导电徽拉与基休聚合物共混熔融纷制得的导电纤维导电率与导电拉子浓度、拉径、分长度、导电性能等因素有关。填充有导电粉末的导电纤维导电机理目前有两种理论, 其一是“导电通道”即导电粉末在导电纤维中相互直接接触, 形成连续的导电网络, 借电子流通而导电。其二是“隧道710效应”即除了导电粉末间的接触外, 由于电子在分散于导电纤维基体聚合物中的导电粉末间隙里迁移所产生的电子导通或导电粉末间的高强度电场引起的电流(场致发射) 。无论两种机理的观点如何, 在导电纤维基体聚合物中分散的导电粉末及形态、粒子浓度、分散性对导电率影响极为重要, 在这一点上两种机理看法是一致的。金属系中的铜、铝、铁等金属易氧化. 在熔融纺丝时 , 金属表面形成氧化膜, 使混合体系的导电率显著降低, 故在制造导电纤维时没有很大的使用价值; 而金、银粉末的价格高, 难以大规模使用。同时, 一般高分散金属粒子在基体聚合物中不具有形成利于导电的链式组织的能力, 故金属粒子的含量通常需高达 4 。~ 70 % (重量份) , 才会使体系的比电阻开始降低. 这样高的金属粒子含量通常会使高聚物的力学性能显著变坏 . 造成可纺性差, 成纤聚合物力学性能不能满足织造要求的结果。同时, 高密度的金属粒子与相应较低密度的基体聚合物不 易形成均匀分布的混合体系. 使导电纤维的导电性分布不均匀和指定性能重现性差。 目前, 已商业化
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