有机导电纤维的基本物理机械性能类似于普通纺织纤维,耐化学试剂性能和染色性能良,而其导电性能持久优良。织物中添加有机导电纤维后不影响手感和光泽。有机导电纤维除可用于民用服装、地毯的防静电加工外,可应用于半导体工业、电子工业、医学工程、生物工程等领域所需的防静电、防尘、防爆工作服;应用于电磁波屏蔽和吸收材料;电热制品的发热元件以及工业滤材。因此,加快我国的有机导电纤维产业的发展步伐、加快有机导电纤维的应用开发,具有重大的技术意义和经济意义。导电短纤混纺可以做成高比例纱线嵌织于基础织物和低比例混纺均匀分布二种形式。苏州高性能锦纶复合导电纤维短纤
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。江苏高性能复合导电纤维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。
导电纤维的加工成本较高,工艺亦较复杂,这在一定程度上限制了导电纤维的生产,也限制了使用的普及,因此目前导电纤维主要应用于高科技领域,而应用于民用的品种较少。随着人们生活水平的提高和对自身健康保护意识的增强,民用导电纤维的推广使用必然成为趋势,因此导电纤维的加工应向工艺简单、低成本的方向发展。对于服用导电性织物而言,在赋予织物导电性能的前提下,还应进一步优化工艺,以保持纺织品的原有风格,如色泽、手感、悬垂性等,以符合服用要求。有些导电纤维在生产过程中污染问题严重,而且金属化纤维中含有重金属成份,这些都会对环境和人体健康造成一定的负面影响。因此导电纤维的加工工艺尚需改善,使导电纤维的生产、使用和废弃物的处理都符合生态环保要求。目前导电纤维的市场价格很高,但由于导电纤维的细度很细,单位织物面积所应添加的导电纤维的量并不大,故添加导电纤维所需的成本折合每米面料并不很高。而具有性抗静电和导电功能的织物具有高的附加值,其经济效益非常。因此,从技术和经济角度考虑,加快我国的导电纤维产业的发展步伐和导电纤维的应用开发,具有重大的现实意义。
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。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。
有机导电纤维由于其中含有的导电成分可聚集周围的静电电荷并有利于电荷的逸散,从而可达到持久的抗静电效果。目前毛精纺面料开发中较常采用的是采用混入有机导电短纤开发抗静电织物。该方法是在前道毛条生产加工过程中,以混纺的形式混入一定比例的有机导电短纤,从而开发出导电性能优良、持久的毛精纺织物。采用该方法可以实现导电纤维在织物中的均匀分布,从而避免了嵌入有机导电长丝后在长丝及两根长丝之间部位易出现的吸灰现象。导电纤维以混纺的形式生产具有良的设备适应性,导电纤维长度虽然偏低,但和羊毛纤维长度相比,相对仍比较接近。实验结果表明,在生产加工过程中,只要合理制定工艺,尤其是合理安排毛条和前纺各道的隔距,即可满足正常生产的要求。由于在毛条工序混条时即加入了导电纤维,可消除在后道加工过程中的静电干扰,绕罗拉、皮辊、皮圈等现象减少,为毛纱条干的提高和纱疵的减少创造了有利的条件。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。苏州高性能锦纶复合导电纤维短纤
织物中,导电丝嵌织时的间距越小,织物的抗静电性能越好。苏州高性能锦纶复合导电纤维短纤
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。苏州高性能锦纶复合导电纤维短纤
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