La première étape
Utilisez un agent antistatique hygroscopique pour effectuer une étape de traitement de surface sur la fibre ou le tissu.
L'eau a une conductivité électrique élevée. Tant qu’une petite quantité d’eau est absorbée, la conductivité du polymère peut être considérablement améliorée. L'eau peut fournir un moyen de transfert de charge, favoriser le mouvement des ions vers l'électrode opposée et, lorsque l'eau est réduite, elle peut être reconstituée à partir de l'atmosphère. En utilisant cette caractéristique de l’eau, une série d’agents antistatiques ont été développés. L'agent antistatique est un tensioactif ayant un groupe hydrophile et un groupe hydrophobe. Le groupe hydrophobe pointe vers la surface du matériau fibreux, s'adsorbe sur l'interface de phase et modifie l'état de l'interface de phase ; le groupe hydrophile pointe vers l'espace et absorbe la vapeur d'eau dans l'atmosphère.
Les agents antistatiques ont généralement les fonctions suivantes à la surface des fibres et de leurs produits :
1. Absorption d'humidité : un film d'eau monomoléculaire continu se forme à la surface du matériau fibreux.
2. Réduction de la résistance spécifique : Le film d'eau sur la surface du matériau fibreux augmente le coefficient diélectrique du matériau fibreux, réduisant ainsi efficacement sa résistance spécifique de surface.
3. Améliorer la conductivité ionique : augmentez la concentration ionique à la surface du matériau fibreux et améliorez sa conductivité ionique (y compris les protons) dans la vapeur d'eau.
4. Favoriser la dissolution des électrolytes : il permet la dissolution du dioxyde de carbone dans l'air et des électrolytes dans les matériaux fibreux.
5. Neutralisation électrique : Lorsque le signe de charge de l'agent antistatique est opposé à celui du matériau fibreux, cela produira une neutralisation électrique.
Avantages : traitement pratique, faible coût et effet antistatique évident.
Inconvénients : Les performances antistatiques dépendent fortement de l’humidité ambiante. À faible humidité (HR<40%), its antistatic performance is lost and its durability is poor.
deuxième étape
Ajoutez un agent antistatique à l'intérieur de la fibre pour modifier la fibre.
Un composant agent antistatique est ajouté au polymère de base, mélangé ou copolymérisé avec le polymère de base, et une fibre antistatique composite à noyau de mer-îlot ou gaine-est fabriquée par un procédé de filage composite. La phase insulaire ou partie centrale est un polymère contenant un agent antistatique, et le polymère de base en tant que phase marine ou partie peau est le corps principal de la fibre, qui protège le polymère du groupe hydrophile et assume la fonction de base de la fibre. L'agent antistatique à l'intérieur de la fibre antistatique est principalement un tensioactif polaire ou ionique. Sa structure moléculaire comporte également des groupes hydrophiles et des groupes hydrophobes. Le groupe hydrophobe présente un certain degré de compatibilité avec le polymère de base, tandis que le groupe hydrophile lui confère un certain degré d'hygroscopique.
Mécanisme antistatique de la fibre antistatique : Le groupe hydrophile contenu dans l'agent antistatique à l'intérieur de la fibre peut migrer vers la surface de la fibre et former un film d'eau. Le film d'eau absorbe la vapeur d'eau atmosphérique pour augmenter le diélectrique de la fibre. Fonction permettant de réduire la résistance spécifique de surface de la fibre et d'accélérer la fuite de charge électrostatique nette.
Avantages : L'agent antistatique étant présent à l'intérieur du polymère de base, sa durabilité est meilleure.
Inconvénients : L’effet de l’agent antistatique dépend de son hygroscopique, vouée à sa dépendance à l’humidité ambiante. Sous faible humidité (RH<40%) conditions, it will lose its antistatic performance. The dosage is large.
La troisième étape
Étape de revêtement de surface de fibres métalliques et de matériaux conducteurs.
1. Fibre conductrice métallique : La fibre conductrice est fabriquée en utilisant l’excellente conductivité du métal, ce qui en fait la première et véritable fibre conductrice. Sa résistivité peut atteindre 10¯²-10¯¹ Ω · cm. Les métaux couramment utilisés pour les fibres métalliques sont : l'acier inoxydable, le cuivre, l'aluminium, le nickel, l'or, l'argent, etc. Les plus utilisés sont les fibres d'acier inoxydable 304, 304L et 316, 316L. La principale méthode de production est la méthode d’étirage direct. Le fil métallique est étiré à plusieurs reprises à travers la filière pour former une fibre d'un diamètre de 4 à 10 μm (actuellement la plus fine est inférieure à 1 μm), la résistance à la rupture est de 5 à 15 cN/dtex et l'allongement à la rupture est de 3,0 à 5,0 %. La fibre d'acier inoxydable a une excellente durabilité, conductivité thermique, résistance à la flexion, résistance à l'abrasion et résistance aux radiations. Lorsque la teneur en fibres métalliques est supérieure à 0,5 %, le tissu possède certaines propriétés antistatiques, et lorsque la teneur en fibres métalliques est comprise entre 2 et 5 %, le tissu présente de bonnes propriétés antistatiques. Lorsque la teneur en fibres métalliques est supérieure à 8 %, le tissu possède non seulement des propriétés antistatiques, mais possède également certaines propriétés de protection contre les ondes électromagnétiques.
Teneur en fibres métalliques et propriété-antistatique
Remarque : La conductivité électrique de la fibre d'acier inoxydable augmente avec l'augmentation de la finesse. Lorsque la finesse est inférieure à 8 µm, elle diminue avec l'augmentation de la finesse. Inconvénients : la fibre est plus rigide, la force de cohésion est légèrement moins bonne, la teinture est mauvaise et le prix de la fibre est plus élevé.
2. La surface du matériau conducteur est recouverte de fibre conductrice :
Cette fibre est représentée par la fibre conductrice recouverte de noir de carbone-développée pour la première fois par BASF en Allemagne dans les années 1960. La méthode de production consiste à recouvrir et à fixer du métal, du carbone, des polymères conducteurs et d'autres matériaux conducteurs sur la surface des fibres ordinaires par des méthodes physiques et chimiques. Les composants conducteurs de cette fibre sont répartis sur la surface de la fibre, de sorte que l'effet antistatique est bon, mais en cours d'utilisation, le matériau conducteur tombe facilement et les performances conductrices sont perdues.
Quatrième étape
Etage à fibre conductrice composite.
En 1975, DuPont a utilisé la technologie de filage composite pour fabriquer une fibre conductrice composite avec une âme conductrice en noir de carbone-Antron III. En conséquence, les grandes entreprises de fibres chimiques ont commencé à rechercher et à développer des fibres composites avec du noir de carbone comme composant conducteur. Monsanto a développé des fibres conductrices côte à côte, Kanebo a développé des fibres conductrices en nylon et Unijika, Kuraray et Toyobo ont successivement développé des fibres conductrices composites. Durant cette période, la fibre conductrice composite noir de carbone s'est considérablement développée. À la fin des années 1980, la production annuelle du Japon atteignait 200 tonnes. Étant donné que la fibre conductrice composite de noir de carbone utilise du noir de carbone comme composant conducteur, la fibre est généralement gris foncé, ce qui limite le champ d'application.
L'émergence de fibres conductrices composites de noir de carbone favorise le développement et la production de tissus antistatiques incrustés.
Cinquième étape
L'étape de développement blanchissant de la fibre conductrice.
Dans les années 1980, des travaux de recherche sur le blanchiment des fibres conductrices ont débuté. La méthode courante consiste à utiliser du cuivre, de l'argent, du nickel et du cadmium et d'autres sulfures, iodures ou oxydes métalliques et des polymères ordinaires pour mélanger ou filer des composites afin de fabriquer des fibres conductrices. Par exemple, la fibre conductrice de la couche conductrice CuS est réalisée par réaction chimique ; la fibre conductrice T-25 contenant CuI est fabriquée par Teijin Co., Ltd. ; la fibre conductrice contenant du Zn0 est fabriquée par Kanebo Co., Ltd. ; Unijika et d'autres sociétés ont également fabriqué des fibres conductrices blanches. Les performances des fibres conductrices blanches utilisant des composés métalliques ou des oxydes comme matériaux conducteurs ne sont pas aussi bonnes que celles des fibres conductrices composites de noir de carbone, mais leur application n'est pas limitée par la couleur.
Sixième étape
L'étape de développement de la fibre conductrice polymère.
La fibre conductrice polymère est une fibre conductrice polymère intrinsèque fabriquée en dopant des matériaux polymères. Tels que le polypyrrole, le polythiophène, la polyaniline et d'autres matériaux polymères. Ces polymères intrinsèquement conducteurs ont une conductivité élevée (jusqu'à 10¯³~10¯²s/cm).
La recherche sur ce type de matériaux a fait des progrès encourageants. Cependant, il existe encore quelques difficultés d’application pratique, principalement dues à de mauvaises performances de traitement. En outre, des recherches sur la supraconductivité des polymères sont également en cours dans le pays et à l’étranger. Des travaux de recherche sur les textiles intelligents de l'information électronique sont également en cours.
Les travaux nationaux de recherche et développement sur les fibres conductrices sont relativement tardifs. Dans les années 1980, la production nationale de fibres métalliques et de fibres de carbone a commencé, mais la production était relativement faible. La plupart des fibres conductrices nécessaires dépendent des importations. Les premiers organismes nationaux de recherche et de développement de fibres métalliques sont l'Institut de recherche sur les mines et la métallurgie de Lanzhou, d'autres instituts de recherche scientifique et certaines entreprises, comme l'usine 540 de Xinxiang. La recherche et le développement nationaux de fibres conductrices composites de noir de carbone comprennent l'Institut de recherche textile de Wuxi et la China Textile Excellent Silk of Textile Academy. La technologie actuelle des procédés est relativement mature. Un nombre considérable d'universités et d'institutions de recherche scientifique nationales ainsi que certaines grandes entreprises ont également développé avec succès une variété de fibres conductrices organiques et de fibres conductrices blanches.
Tels que : fibre conductrice de polyester métallique recouverte de cuivre et de nickel sur la surface, fibre acrylique conductrice d'iodure de cuivre, fibre conductrice de filature mélangée de polyester d'iodure de cuivre, fibre composite de noir de carbone, etc. Dans la technologie de production de fibre conductrice blanche, certaines entreprises nationales ont développé avec succès la technologie des fibres des îles de mer, etc. D'une manière générale, il existe encore un certain écart avec le niveau avancé étranger, notamment en termes de qualité et de stabilité des produits.
