La première étape
Étape de traitement de surface de la fibre ou du tissu avec un agent antistatique hygroscopique.
L'eau a une conductivité électrique très 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 pour les charges électriques et favoriser le mouvement des ions vers l'électrode opposée. Lorsque l'eau diminue, elle peut être reconstituée à partir de l'atmosphère. En utilisant cette caractéristique de l’eau, une série d’agents antistatiques ont été développés. Les agents antistatiques sont des tensioactifs comportant des groupes hydrophiles et hydrophobes. 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, adsorbant l'humidité de l'atmosphère.
Les agents antistatiques ont généralement les types d'effets suivants sur la surface des fibres et de leurs produits :
1. Effet hygroscopique : un film d’eau monomoléculaire continu se forme à la surface du matériau fibreux.
2. L'effet de réduction de la résistance spécifique : le film d'eau sur la surface du matériau fibreux améliore le coefficient diélectrique du matériau fibreux, réduisant ainsi efficacement la résistance spécifique de surface.
3. Améliorer la conductivité ionique : augmentez la concentration ionique à la surface du matériau fibreux et améliorez la conductivité des ions (y compris les protons) dans la vapeur d'eau.
4. Favoriser la dissolution de l'électrolyte : fournir un lieu pour la dissolution du dioxyde de carbone dans l'air et de l'électrolyte présent dans le matériau fibreux.
5. Neutralisation électrique : Lorsque le signe de charge de l'agent antistatique est opposé à celui du matériau fibreux, une neutralisation électrique se produit.
Avantages : traitement pratique, faible coût et effet antistatique évident.
Inconvénients : Les performances antistatiques dépendent fortement de l’humidité ambiante. Lorsque l'humidité est faible (HR<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
deuxième étape
Ajoutez un agent antistatique à l'intérieur de la fibre pour modifier la fibre.
Un composant d'agent antistatique est ajouté à l'intérieur du polymère de base, mélangé ou copolymérisé avec le polymère de base, et une méthode de filage composite est utilisée pour fabriquer une fibre antistatique composite à noyau de mer-île ou peau-. La phase insulaire ou noyau est un polymère contenant un agent antistatique, et le polymère de base en tant que phase marine ou peau est le corps principal de la fibre, qui protège le groupe hydrophile du polymère et assume la fonction de base de la fibre. Les agents antistatiques contenus dans les fibres antistatiques sont principalement des tensioactifs polaires ou ioniques. Sa structure moléculaire comporte également des groupes hydrophiles et des groupes hydrophobes. Les groupes hydrophobes ont une certaine compatibilité avec les polymères basiques, tandis que les groupes hydrophiles les rendent hygroscopiques.
Mécanisme antistatique de la fibre antistatique : Le groupe hydrophile contenu dans l'agent antistatique à l'intérieur de la fibre peut migrer vers la couche superficielle de la fibre et former un film d'eau. Le film d'eau absorbe la vapeur d'eau dans l'atmosphère pour améliorer la fonction diélectrique de la fibre, réduire la résistance spécifique de surface de la fibre et 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 : La fonction de l'agent antistatique dépend de son hygroscopique, qui est destinée à dépendre de l'humidité ambiante. Sous faible humidité (RH<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
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 les excellentes propriétés conductrices 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. À l'heure actuelle, les plus utilisées sont les fibres d'acier inoxydable 304, 304L et 316, 316L. La principale méthode de production est la méthode d’étirement direct. Le fil machine métallique est étiré à plusieurs reprises à travers la filière pour produire des fibres d'un diamètre de 4 à 10 μm (actuellement la plus fine atteint moins de 1 μm), avec une résistance à la rupture de 5 à 15 cN/dtex et un allongement à la rupture de 3,0 à 5,0 %. La fibre d'acier inoxydable présente une excellente durabilité, conductivité thermique, résistance à la flexion, résistance à l'usure et protection contre les radiations. Lorsque la teneur en fibres métalliques est supérieure à 0,5 %, le tissu possède certaines propriétés antistatiques. Lorsque la teneur en fibres métalliques est de 2 à 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 propriétés antistatiques
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 rigide, la cohésion est légèrement moins bonne, la teinture est mauvaise et le prix de la fibre est plus élevé.
2. Fibre conductrice enduite sur la surface du matériau conducteur :
Cette fibre est représentée par la fibre conductrice recouverte de noir de carbone-développée pour la première fois par la société allemande BASF dans les années 1960. La méthode de production consiste à recouvrir et à fixer du métal, du carbone, des polymères conducteurs et d'autres substances conductrices 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, la substance conductrice tombe facilement, de sorte que les performances conductrices sont perdues.
La quatrième étape
Etage à fibre conductrice composite.
En 1975, DuPont a utilisé la technologie de filage composite pour fabriquer une fibre conductrice composite contenant un noyau conducteur de noir de carbone-Antron (Antron III). En conséquence, les grandes entreprises de fibres chimiques ont commencé la recherche et le développement de fibres composites utilisant du noir de carbone comme composant conducteur. Monsanto a développé côte à côte-des fibres conductrices-, Japan Bell Textile a développé des fibres conductrices en nylon, Unijica, 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 de couleur gris noir, ce qui limite le champ d'application.
L'apparition de fibres conductrices composites de noir de carbone a favorisé le développement et la production de tissus antistatiques incrustés.
La cinquième étape
L'étape de développement du blanchiment des fibres conductrices.
Dans les années 1980, les recherches sur le blanchiment des fibres conductrices ont débuté. Une méthode courante consiste à utiliser des sulfures, des iodures ou des oxydes de métaux tels que le cuivre, l'argent, le nickel et le cadmium pour les mélanger ou les composer avec des polymères ordinaires afin de fabriquer des fibres conductrices. Par exemple, la fibre conductrice constituée d'une couche conductrice CuS par réaction chimique ; la fibre conductrice T-25 fabriquée par Teijin Company et contenant du CuI ; la fibre conductrice contenant du Zn0 fabriquée par Zhongfang Company ; des entreprises telles qu'Unijka fabriquaient également des fibres conductrices blanches. Les performances des fibres conductrices blanches qui utilisent 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
Étape R&D de fibre conductrice polymère
La fibre conductrice polymère est une fibre conductrice polymère intrinsèque fabriquée par dopage d'un matériau polymère. Tels que le polypyrrole, le polythiophène, la polyaniline et d'autres matériaux polymères. Ces polymères conducteurs intrinsèques ont une conductivité élevée (jusqu'à 10¯³~10¯²s/cm).
Des progrès encourageants ont été réalisés dans la recherche de ces matériaux. Mais 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 recherches sur les textiles intelligents de l'information électronique sont également en cours.
La recherche et le développement nationaux de 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 faible. La plupart des fibres conductrices requises sont importées. Les premiers organismes nationaux de recherche et de développement de fibres métalliques sont des instituts de recherche scientifique tels que l'Institut des mines et de la métallurgie de Lanzhou et certaines entreprises, telles que l'usine 540 de Xinxiang. La recherche et le développement nationaux de fibres conductrices composites de noir de carbone incluent l'Institut de recherche textile de Wuxi et China Textile Yousi de l'Académie des sciences textiles. La technologie actuelle est relativement mature. Il existe également de nombreuses universités nationales, instituts de recherche scientifique et certaines grandes entreprises qui ont développé avec succès une variété de fibres conductrices organiques et de fibres conductrices blanches.
Tels que : fibre conductrice en polyester métallique plaqué cuivre-, nickel-, fibre acrylique conductrice en iodure de cuivre, fibre conductrice en fil mélangé de polyester à l'iodure de cuivre, fibre composite de noir de carbone, etc. En termes de technologie de production de fibres conductrices blanches, les entreprises nationales ont développé avec succès la technologie des fibres de type insulaire -, etc. En général, il existe encore un certain écart par rapport au niveau étranger avancé, tel que la qualité et la stabilité des produits.
