첫 번째 단계
흡습성 대전방지제로 섬유나 직물의 표면처리 단계.
물은 전기 전도성이 매우 높습니다. 소량의 물이 흡수되는 한 폴리머의 전도성이 크게 향상될 수 있습니다. 물은 전하의 전달 매체를 제공하고 반대 전극으로의 이온 이동을 촉진할 수 있으며, 물이 감소하면 대기에서 보충될 수 있습니다. 이러한 물의 특성을 이용하여 일련의 대전방지제가 개발되었습니다. 대전 방지제는 친수성 그룹과 소수성 그룹을 가진 계면활성제입니다. 소수성 그룹은 섬유 재료의 표면을 가리키며 상 경계면에 흡착되어 상 경계면의 상태를 변경합니다. 친수기는 공간을 가리키며 대기 중의 수분을 흡착합니다.
정전기 방지제는 일반적으로 섬유 및 해당 제품의 표면에 다음과 같은 영향을 미칩니다.
1. 흡습성 효과 : 섬유 소재 표면에 연속적인 단분자 수막이 형성됩니다.
2. 비저항 감소 효과: 섬유재료 표면의 수막은 섬유재료의 유전계수를 향상시켜 표면비저항을 효과적으로 감소시킵니다.
3. 이온 전도도 향상 : 섬유 소재 표면의 이온 농도를 높이고 수증기 내 이온 (양성자 포함)의 전도도를 향상시킵니다.
4. 전해질의 용해 촉진: 공기 중의 이산화탄소와 섬유 재료에 존재하는 전해질의 용해를 위한 장소를 제공합니다.
5. 전기적 중성화 : 대전방지제의 전하 부호가 섬유재료의 전하 부호와 반대일 때 전기적 중성이 발생합니다.
장점: 가공이 편리하고 비용이 저렴하며 정전기 방지 효과가 뚜렷합니다.
단점: 정전기 방지 성능은 환경 습도에 따라 크게 달라집니다. 습도가 낮을 때(RH)<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
두 번째 단계
섬유를 변형시키기 위해 섬유 내부에 대전방지제를 첨가합니다.
기본 폴리머 내부에 대전방지제 성분을 첨가하여 기본 폴리머와 혼합 또는 공중합시킨 후 복합방사법을 사용하여 해도-섬 또는 스킨-코어 복합 대전방지 섬유를 제조합니다. 도상 또는 코어는 대전방지제를 함유한 고분자이며, 해양상 또는 표피인 기본 고분자는 섬유의 본체로서 고분자의 친수기를 보호하고 섬유의 기본 기능을 담당한다. 대전방지섬유 내부의 대전방지제는 대부분 극성 또는 이온성 계면활성제입니다. 분자 구조에는 친수성 그룹과 소수성 그룹도 있습니다. 소수성 그룹은 기본 폴리머와 특정 상용성을 갖는 반면, 친수성 그룹은 흡습성을 갖습니다.
정전기 방지 섬유의 정전기 방지 메커니즘: 섬유 내부의 대전 방지제에 포함된 친수성 그룹이 섬유 표면층으로 이동하여 수막을 형성할 수 있습니다. 수막은 대기 중의 수증기를 흡수하여 섬유의 유전 기능을 향상시키고 섬유의 표면 비저항을 감소시키며 순 정전기 전하의 누출을 가속화합니다.
장점: 기본 폴리머 내부에 대전방지제가 들어있어 내구성이 더 좋습니다.
단점: 정전기 방지제의 기능은 흡습성에 따라 달라지며 이는 환경 습도에 따라 달라집니다. 낮은 습도(RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
세 번째 단계
금속섬유 및 도전재 표면코팅 단계.
1. 금속 전도성 섬유: 전도성 섬유는 금속의 우수한 전도성을 이용하여 만들어진 최초의 진정한 전도성 섬유입니다. 저항률은 10̅²-10̅1 Ω·cm에 달할 수 있습니다. 금속 섬유에 일반적으로 사용되는 금속은 스테인레스 스틸, 구리, 알루미늄, 니켈, 금, 은 등입니다. 현재 가장 널리 사용되는 것은 304, 304L 및 316, 316L 스테인레스 스틸 섬유입니다. 주요 생산 방식은 직접 연신 방식이다. 금속 선재를 다이를 통해 반복적으로 늘려 직경 4~10μm(현재 가장 얇은 섬유는 1μm 미만)의 섬유를 생산하며, 파단강도는 5~15cN/dtex, 파단신율은 3.0~5.0%입니다. 스테인레스 스틸 섬유는 내구성, 열전도율, 내굴곡성, 내마모성, 방사선 보호 기능이 우수합니다. 금속 섬유 함량이 0.5%를 초과하면 직물은 특정 정전기 방지 특성을 갖습니다. 금속섬유 함량이 2~5%일 때 원단의 대전방지성이 좋습니다. 금속 섬유 함량이 8%를 초과하면 직물은 정전기 방지 특성뿐만 아니라 특정 전자파 차폐 특성도 갖습니다.
금속섬유 함량 및 대전방지 특성
참고: 스테인레스 스틸 섬유의 전기 전도성은 섬도가 증가함에 따라 증가하며, 섬도가 8μm 미만인 경우 섬도가 증가함에 따라 감소합니다. 단점: 섬유가 뻣뻣하고 응집력이 약간 떨어지며 염색성이 나쁘고 섬유 가격이 높습니다.
2. 전도성 물질의 표면에 코팅된 전도성 섬유:
이 섬유는 1960년대 독일 BASF사가 처음 개발한 카본블랙 표면-코팅 전도성 섬유로 대표됩니다. 생산방법은 일반 섬유의 표면에 금속, 탄소, 전도성 고분자, 기타 전도성 물질을 물리적, 화학적 방법으로 코팅하여 고정시키는 방법입니다. 이 섬유의 전도성 성분이 섬유 표면에 분산되어 있어 정전기 방지 효과는 좋지만, 사용 과정에서 전도성 물질이 쉽게 떨어져 전도성 성능이 상실됩니다.
네 번째 단계
복합 전도성 섬유 스테이지.
1975년에 DuPont은 복합 방사 기술을 사용하여 카본 블랙 전도성 코어-Antron(Antron III)을 포함하는 복합 전도성 섬유를 만들었습니다. 이에 주요 화학섬유 업체에서는 카본블랙을 전도성 성분으로 활용한 복합섬유 연구개발에 나섰다. Monsanto는 나란히 전도성 섬유를 개발했으며 Japan Bell Textile은 나일론 전도성 섬유를 개발했으며 Unijica, Kuraray 및 Toyobo는 복합 전도성 섬유를 연속적으로 개발했습니다. 이 기간 동안 카본블랙 복합 도전섬유는 크게 발전하였다. 1980년대 말 일본의 연간 생산량은 200톤에 달했다. 카본 블랙 복합 전도성 섬유는 카본 블랙을 전도성 성분으로 사용하기 때문에 섬유는 일반적으로 흑회색이므로 적용 범위가 제한됩니다.
카본 블랙 복합 전도성 섬유의 출현으로 상감 정전기 방지 직물의 개발 및 생산이 촉진되었습니다.
다섯 번째 단계
전도성 섬유의 백화 개발 단계.
1980년대 전도성 섬유의 미백 연구가 시작되었다. 일반적인 방법은 구리, 은, 니켈, 카드뮴과 같은 금속의 황화물, 요오드화물 또는 산화물을 사용하여 일반 폴리머와 스핀을 혼합하거나 합성하여 전도성 섬유를 만드는 것입니다. 예를 들어, 화학반응에 의해 CuS 전도성층으로 이루어진 전도성 섬유; CuI를 함유하는 테이진 컴퍼니(Teijin Company)의 전도성 섬유 T-25; Zhongfang Company에서 제조한 ZnO 함유 전도성 섬유; Unijka와 같은 회사도 백색 전도성 섬유를 만들었습니다. 금속 화합물이나 산화물을 전도성 재료로 사용한 백색 전도성 섬유는 카본 블랙 복합 전도성 섬유만큼 성능이 좋지는 않지만 색상에 따라 적용이 제한되지는 않습니다.
여섯 번째 단계
고분자 전도성 섬유의 연구개발 단계
고분자 전도성 섬유는 고분자 물질을 도핑하여 만든 고유의 고분자 전도성 섬유이다. 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린 및 기타 고분자 재료 등. 이러한 고유 전도성 폴리머는 높은 전도성(최대 10̅~10̅²s/cm)을 갖습니다.
그러한 물질에 대한 연구에서 몇 가지 고무적인 진전이 이루어졌습니다. 그러나 주로 처리 성능이 좋지 않아 실제 적용에는 여전히 몇 가지 어려움이 있습니다. 또한, 국내외에서 고분자의 초전도성에 관한 연구도 진행되고 있다. 전자정보의 지능형 섬유에 대한 연구도 진행 중이다.
전도성 섬유에 대한 국내 연구개발은 상대적으로 늦었다. 1980년대에는 금속섬유와 탄소섬유의 국산화가 시작되었으나 생산량은 미미했다. 필요한 전도성 섬유의 대부분은 수입됩니다. 금속 섬유에 대한 국내 최초의 연구 개발은 란저우 광업 야금 연구소와 같은 과학 연구 기관과 Xinxiang의 540 공장과 같은 일부 기업입니다. 카본 블랙 복합 전도성 섬유의 국내 연구 개발에는 무석 방직 연구소와 방직 과학 아카데미 중국 방직 유시가 포함됩니다. 현재의 기술은 상대적으로 성숙해졌습니다. 또한 다양한 유기 전도성 섬유와 백색 전도성 섬유를 성공적으로 개발한 국내 대학, 과학 연구 기관 및 일부 대기업도 있습니다.
예: 구리-도금, 니켈-도금 금속 폴리에스테르 전도성 섬유, 요오드화동 전도성 아크릴 섬유, 요오드화동 폴리에스테르 혼방사로 만든 전도성 섬유, 카본블랙 복합 섬유 등. 백색 전도성 섬유 생산 기술 측면에서 국내 기업들은 섬-형 섬유 기술 등을 성공적으로 개발했습니다. 일반적으로 제품 품질이나 안정성 등 해외 선진 수준과는 여전히 어느 정도 격차가 존재한다.
