抗静电纤维
抗静电纤维：
抗静电纤维是指在标准状态下(20℃、65%相对湿度)体积电阻率小于1010Ω·cm的纤维或静电荷逸散半衰期小于60s的纤维。抗静电纤维不易积聚静电荷。
纺织品特别是普通合成纤维制品在生产加工和使用中易因摩擦和感应产生静电，所产生的电荷不易逸散，影响穿着的舒适性和工作的安全性。因此有必要对纤维进行抗静电及导电处理，制得抗静电纤维及导电纤维。
抗静电纤维是能降低或消除在使用过程中产生静电的合成纤维，体积比电阻通常为107～108Ω·cm。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，通常是指在标准状态下(20℃、相对湿度65%)体积比电阻在107Ω·cm以下的纤维。
抗静电纤维和导电纤维的作用都是为了改善合成纤维及制品的静电性能，但这两类纤维抗静电机理存在区别。抗静电纤维的抗静电机理是通过吸湿使产生的大部分静电泄漏，利用了漏电效应。它需要吸收环境中的水分来增加静电泄漏量，因而对环境湿度的依赖性高。导电纤维的抗静电机理主要是当导电纤维接近带电体时，利用电场引起自身电晕放电，使静电中和，属于放电效应。
按抗静电效果的持续性分类有暂时性和耐久性两种。按导电成分分类有抗静电剂型、金属系、炭黑系、高分子型和纳米级金属氧化物型抗静电纤维五种。
1．抗静电剂型抗静电纤维
抗静电剂型抗静电纤维加工工艺简单，抗静电剂对纤维的原有性能影响不大，可以在纤维表面形成导电层，降低其表面电阻率，使产生的静电迅速泄漏。同时，还可赋予纤维表面一定的润滑性以降低摩擦系数，抑制和减少静电荷的产生。常用的抗静电剂主要是一些表面活性剂，其分子结构中含有亲油基和亲水基两种基团。亲油基与聚合物结合，亲水基面向空气，排列在材料表面，形成“水膜”。因此，抗静电剂的使用效果取决于用量和诸多外界因素，如温度、相对湿度等。
2．金属系抗静电纤维
金属系抗静电纤维是利用金属的导电性能制得的。主要方法是直接拉丝法，将金属线反复过模具，拉伸，制成直径为4～16μm的纤维。常用的金属有不锈钢、铜、铝、金、银等。类似的方法还有切削法，将金属直接切削成纤维状的细丝。另外，还有金属喷涂法，将普通纤维先进行表面处理，再用真空喷涂或化学电镀法将金属沉积在纤维表面，使纤维具有金属一样的导电性。金属系抗静电纤维的导电性能好、电阻率低，但纤维的手感比较差，而且纤维的混纺工艺难以控制，因此限制了它的进一步推广使用。
3．炭黑系抗静电纤维
利用炭黑的导电性能来制造抗静电纤维，这是一种比较古老而普遍的方法。该方法可分为以下三类：
(1)掺杂法。将炭黑与成纤物质混合后纺丝，炭黑在纤维中成连续相结构，赋予纤维抗静电性能。这种方法一般采用皮芯复合纺丝法，
既不影响纤维原有的物理性能，又使纤维具有了抗静电性。
(2)涂层法。涂层法是在普通纤维表面涂上炭黑。涂层方法可以采用黏合剂将炭黑黏合在纤维表面，或者直接将纤维表面快速软化并与炭黑黏合。
(3)纤维炭化处理。有些纤维，如聚丙烯腈纤维、纤维素纤维、沥青系纤维等，经炭化处理后，纤维的主链主要为碳原子，从而使纤维具有导电能力。丙烯腈系纤维多采用低温炭化处理法。
炭黑系抗静电纤维突出的缺点是产品的颜色单一，只能是黑色或深灰色，并且炭黑容易脱落，手感不好，在纤维表面不易均匀分布。此外采用皮芯层纺丝时需要专用设备，制造成本很高。
4．高分子型抗静电纤维
高分子材料通常被认为是绝缘体，20世纪70年代聚乙炔导电材料的研制成功，打破了这种传统观念。之后，又相继诞生了聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等高分子导电物质，人们对高分子材料导电性能的研究也越来越广泛。利用导电高聚物制备导电纤维，主要方法有两种：一是导电高分子材料的直接纺丝法，多采用湿法纺丝，如将聚苯胺配成浓溶液，在一定的凝固浴中拉伸纺丝；另一种是后处理法，在普通纤维表面进行化学反应，让导电高分子吸附在纤维表面，使普通纤维具有抗静电性能。高分子型抗静电纤维的手感很好，但稳定性差，抗静电性能对环境的依赖性较强，且抗静电性能会随着时间的延长而缓慢衰退，这就使其应用受到限制。
5．纳米级金属氧化物型抗静电纤维
纳米级金属氧化物粉体的浅色透明特征，决定了可制得浅色、高透明度的纳米级金属氧化物型抗静电纤维。纳米级SnO2透明导电粉末在抗静电纤维制备中占有重要的地位。首先制得纳米级SnO2(掺锑)透明导电粉末，然后在表面处理装置中加入一定量的表面处理剂进行局部包覆，得到分散性良好的纳米级透明导电粉末或其分散体，最后选择纤维材料基体，根据抗静电等级，按比例加入浓缩的导电色浆，充分分散，获得纺丝前驱体，经湿法或干法纺丝制得抗静电性能优良的纤维。
导电纤维_一种新型功能性纺织材料
导电纤维尚无明确定义，通常把电阻率小于１０７Ω?ｃｍ的纤维定义为导电纤维。导电纤维的现有品种类型有：金属纤维（不锈钢纤维、铜纤维、铝纤维等）、碳纤维和有机导电纤维。有机导电纤维又包括普通纺织纤维镀金属，普通纺织纤维镀碳，石墨、金属或金属氧化物等导电性物质与普通高聚物共混或复合纺丝制成的导电纤维，导电高分子直接纺丝制成的有机导电纤维。这些导电纤维从其结构可分为导电成分均一型、导电成分被覆型、导电成分复合型三类。 导电纤维具有优良的导电性，其纺织产品主要有抗静电功能和防辐射功能，所以导电纤维在电子业、广电、ＩＴ、电力、电信、民航、医药及精密仪器等领域应用非常广泛。 １导电纤维纺织产品的抗静电功能 在工业生产中，织物及服装的静电放电可引起电击，虽然能量较小，但可产生许多干扰，甚至间接造成严重灾害。例如：接触易燃物质时，穿着化纤工作服可因摩擦产生静电火花，易引起爆炸事故；在电子行业，静电可造成电子元器件受损，质量下降，甚至报废。因此在易燃易爆及电子行业，穿着具有防静电功能的工作服是保证人身安全和产品质量的重要手段。 物质蓄积静电荷的高低与静电散逸速度之快慢有关，通常电阻值愈低的物质，其静电散逸速度愈快，不易累积静电；反之，电阻值愈高的物质，其静电散逸速度愈慢，容易累积很高的静电。 抗静电的纺织品有很多种，其中一种是在普通纤维织物中纺入导电纤维，使织物导电性增强，从而使织物上产生的电荷能很快放掉，可有效防止静电局部蓄积；同时导电纤维还具电晕放电功能，能起到向大气中放掉静电的效果。电晕放电是一种极其微弱的放电现象，已确认它不可能成为可燃性气体的着火源，因此导电纤维织物在不接地情况下，也可用电晕放电方式消除静电；若导电纤维接触大地，则在电晕放电的同时，静电也可通过导电方式被导入大地，使织物带电量更小，从而达到防静电效果。 纺织品静电性能检测标准有ＧＢ／Ｔ１２７０３—１９９１《纺织品静电测试方法》和ＧＢ１２０１４—１９８９《防静电工作服》。按照ＧＢ１２０１４—１９８９将工作服放入滚筒摩擦机内摩擦使其带电，把带静电的工作服投入法拉第筒内，从静电计上读出电容（Ｃ）上的电压值（Ｖ），利用Ｑ＝ＣＶ计算电荷量（Ｑ）。测量纺织品的带电电荷量，可按照ＧＢ／Ｔ１２７０３—１９９１进行。 ２导电纤维纺织产品的防辐射功能 随着科技的进步，越来越多的电子产品进入人们的生活，空调机、计算机、电视机、电冰箱、微波炉、卡拉ＯＫ机、电热毯、移动电话等电子产品在正常工作时会产生各种不同波长和频率的电磁波，它虽然无色、无味、无形，却又无处不在。电磁辐射能引起人体神经、生殖、心血管、免疫功能及眼睛等方面的病变，对长期处于较强电磁辐射环境下工作的人危害很大。其症状主要表现在：头晕、记忆力减退、注意力不集中、抑郁、皮肤老化、腰背酸痛等。所以对于长期在较强电磁辐射环境工作的人员来说，穿着防辐射服是很有必要的。 防辐射织物主要功能是屏蔽辐射。屏蔽辐射的材料有很多，其中一种是使用了导电纤维的屏蔽织物，这种屏蔽织物是通过特定的工艺在普通纤维中按一定比例纺入导电纤维而制成。导电纤维具有良好的导电性，内部有许多自由电荷，因而当电磁波照射到纤维表面上时，织物中均匀分布的导电纤维作为导电介质能将电磁波转化或传递出去，从而实现屏蔽的作用。 防辐射纺织品的检验目前没有国家标准，大部分报告采用美国材料试验协会标准ＡＳＴＭＤ４９３５—１９９９《测量平面材料电磁屏蔽效率的试验方法》。随着社会的进步，人们对生活质量的要求越来越高，人们会更加关注电磁辐射的危害，防辐射服装的市场需求也会相应增大，制定防辐射纺织品检验的国家标准不仅对消费者有利，也将对规范防辐射服装企业，提升防辐射纺织产品的质量，提高我国该产业在国际上的竞争力起到积极的作用。 导电纤维—— —一种新型功能性纺织材料 兰繁 四川省纤维检验局 ［关键词］导电纤维；特性；功能 知识窗 ５５ 中国纤检２００７年第３期
导电纤维及其在防静电方面的应用 (1)
导电纤维及其在防静电方面的应用 余豪陈超余 熊蕾宋丹黄萍 摘要：导电纤维作为功能性纤维的主力军已经渐渐打入人们的生产生活中，以其良好的导电性、众多的种类以适应不同应用等特点而被广泛用于防静电纺织品、电磁屏蔽纺织品、传感型材料以及伪装侦察材料。尤其是在日渐成熟的防静电纺织品领域里，但其可纺性、抗化学性等有待提高。 关键词：导电纤维，分类，性能特点，应用。 生活中常用防静电纺织品除去有害的静电，防静电织物主要用防静电纤维来织做。防静电纤维一般采用导电纤维和抗静电纤维，而抗静电纤维的防静电原理是依靠加抗静电剂来提高其表面的亲水吸湿性从而增加导电性。其自身虽有改善纤维及织物的抗静电性的作用，但由于其抗静电性主要是依靠吸收空气中的水分来实现【1】，因此抗静电效果与环境的湿度密切相关，当环境湿度很低时，其抗静电效果很弱甚至消失，而且相当一部分抗静电纤维耐洗性差，持久性差。相较之下，导电纤维以其不依靠环境且稳定出色的导电性以及优良的耐磨持久性越来越来受到人们的亲睐。 导电纤维是20世纪60年代出现的一种新的纤维品种，它一般指比电阻小于108Ω/㎝（20℃,65%RH条件下）。最早的导电纤维为美国公司Brunswich公司商名为Brunsmet的不锈钢纤维，这种导电纤维虽然导电性好，但其用来纺丝就有很多缺陷，如极细单丝的造价很高与普通纤维间抱合差，混纺加工困难，扭曲与手感不良，产品使用性能不好，所以60年代以来，人们不断研究探索新的合适的导电纤维。1974 年美国杜邦公司开发成功一种同心圆状皮芯型复合导电纤维Antron Ⅲ并进行了工业化生产，1978 年日本东丽公司的海岛型导电腈纶“SA-7”（ LUANA ）开发成功，但由于都是采用碳黑复合纤维，外观发黑限制了其在民用纺织品方面的应用。80 年代开始了导电纤维的白色化研究，日本帝人公司首先研制成功T-25 白色导电涤纶。进入90 年代随着聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电高分子聚合物的相继问世，制备导电纤维越来越受到人们的关注【2】，而且导电纤维以其良好的导电性和耐久性，特别是在低湿度下人具有良好的持久抗静电性，在工业、民用等领域有非常广泛的用途。 导电纤维发展至今可以分为金属纤维、碳纤维、高分子导电纤维、复合导电
有机复合导电纤维
有机复合导电纤维 有机复合导电纤维介绍： 是由常规的合成纤维聚合物与导电组分复合而成的具有一定导电性能的纤维。有机复合导电纤维中的导电组分，是在常规合纤的聚合物中加入了大量导电物质经混炼制成的类似色母粒类的材料。 有机复合导电纤维的主要品种有锦纶（尼龙）基、涤纶基、腈纶基、丙纶基的有机复合导电纤维，以锦纶基有机导电纤维应用最为广泛。近期报道的新型有机复合导电纤维──芳纶基符合导电纤维，由山东泰和集团首创并生产，商品名称（Tamtar）导电纤维。 有机复合导电纤维的结构有：皮芯型（即皮层为导电层，芯层为普通合纤）。三叶型、并列型、偏心型、海岛型等等多种结构形式。 导电组分的组成与作用： 基料──即基体材料或称基本聚合物。作用：将导电颗粒牢固的粘结在一起，使导电组分既有稳定的导电性，又赋予材料可加工性。 填料──即导电物质。作用：导电颗粒在导电组分中起提供载流子的作用。 基本聚合物与导电颗粒的相容性： 两者性质相差较大，复合时不易紧密结合，且难于均匀分散,影响材料的导电性能，故通常还需对导电颗粒进行表面处理。如：采用表面活性剂、偶联剂、氧化还原剂等对导电颗粒进行处理，以提高其分散性和紧密结合性──即材料的相容性。(待续) 复合型导电高分子的研究表明： 1、导电填料颗粒，在材料中并不需要完全接触就能形成导电通道。 当导电颗粒间不相互接触时，颗粒间存在聚合物隔离层，使导电颗粒中自由电子的定向运动受到阻碍，这种阻碍可看做是有一定势能的势垒。根据量子力学的观点，对于微观粒子来说，即使其势能小于势垒的能量时，它既有被反弹的可能性也有穿过势垒的可能性，微观粒子穿过势垒的现象称为贯穿效应，也称隧道效应。 根据上述分析，导电高分子内部的结构有三种情况： a：一部分导电颗粒完全连续的相互接触，形成电流通路，相当于电流经过一只电阻。 b：一部分导电颗粒不完全连续接触，其中不相互接触的导电颗粒之间由于隧道效应形成电流通路，相当于一个电阻与一个电容并联后再与一个电阻串联的情况。
导电纤维及其在防静电方面的应用
导电纤维及其在防静电方面的应用 纺织1103班张胜华 1113021135 摘要：导电纤维作为功能性纤维的主力军已经渐渐打入人们的生产生活中，以其良好的导电性、众多的种类以适应不同应用等特点而被广泛用于防静电纺织品、电磁屏蔽纺织品、传感型材料以及伪装侦察材料。尤其是在日渐成熟的防静电纺织品领域里，但其可纺性、抗化学性等有待提高。 关键词：导电纤维，分类，性能特点，应用。 生活中常用防静电纺织品除去有害的静电，防静电织物主要用防静电纤维来织做。防静电纤维一般采用导电纤维和抗静电纤维，而抗静电纤维的防静电原理是依靠加抗静电剂来提高其表面的亲水吸湿性从而增加导电性。其自身虽有改善纤维及织物的抗静电性的作用，但由于其抗静电性主要是依靠吸收空气中的水分来实现【1】，因此抗静电效果与环境的湿度密切相关，当环境湿度很低时，其抗静电效果很弱甚至消失，而且相当一部分抗静电纤维耐洗性差，持久性差。相较之下，导电纤维以其不依靠环境且稳定出色的导电性以及优良的耐磨持久性越来越来受到人们的亲睐。 导电纤维是20世纪60年代出现的一种新的纤维品种，它一般指比电阻小于108Ω/㎝（20℃,65%RH条件下）。最早的导电纤维为美国公司Brunswich公司商名为Brunsmet的不锈钢纤维，这种导电纤维虽然导电性好，但其用来纺丝就有很多缺陷，如极细单丝的造价很高与普通纤维间抱合差，混纺加工困难，扭曲与手感不良，产品使用性能不好，所以60年代以来，人们不断研究探索新的合适的导电纤维。1974 年美国杜邦公司开发成功一种同心圆状皮芯型复合导电纤维Antron Ⅲ并进行了工业化生产，1978 年日本东丽公司的海岛型导电腈纶“SA-7”（ LUANA ）开发成功，但由于都是采用碳黑复合纤维，外观发黑限制了其在民用纺织品方面的应用。80 年代开始了导电纤维的白色化研究，日本帝人公司首先研制成功T-25 白色导电涤纶。进入90 年代随着聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电高分子聚合物的相继问世，制备导电纤维越来越受到人们的关注【2】，而且导电纤维以其良好的导电性和耐久性，特别是在低湿度下人具有良好的持久抗静电性，在工业、民用等领域有非常广泛的用途。 导电纤维发展至今可以分为金属纤维、碳纤维、高分子导电纤维、复合导电
导电纤维和织物
导电纤维：通常把电阻率小于107 W/cm的纤维定义为导电纤维。 织物抗静电性能的测试方法：（1）半衰期法（2）摩擦带电电压法（3）电荷面密度法（4）极间等效电阻法（5）脱衣时的衣物带电量法（6）工作服摩擦带电量法。 （1）半衰期法：试样在高静电场中带电稳定后，测定电压衰减一半所需时间，本方法操作简便，数据重现性好，非破坏性测量，但衰减不符合指数规律，与测试电压密切相关。 （2）摩擦带电电压法：一定张力下，试样与标准布进行摩擦，测试其最高电压与平均电压，本方法所用试样小，接触压力不充分，误差较大。 （3）电荷面密度法：试样经过摩擦后投入法拉弟筒，测试电荷面密度。本方法较好反应实际的穿着特点，能反映织物起电时的电晕放电能力，适于加入导电丝的抗静电织物的测试，但易受人为因素及其在静电电位序列中位置影响。 （4）极间等效电阻法：织物试样与接地导电胶版良好接触，按规定间距和压力将专门的电极夹持于试样，经短路放电后施加电压，据电流值求得极间等 效电阻（W）。在定电压下测出流过样品的电流，从而求得极间等效电阻。 对静电性能均匀的静电泄漏型织物测量效果好。 （5）脱衣时的衣物带电量法：按特定方式将工作服与化纤内衣摩擦后脱下工作服，投入法拉第筒，求得带电量（mC/ 件）。此法的测试对象限于服装，且对内衣材质未作规定，摩擦手法难于一致，缺乏可比性。 （6）工作服摩擦带电量法：用内衬锦纶或丙纶标准布的滚筒烘干装置对工作服试样摩擦起电15 min，投入法拉第筒，测得工作服带电量（mC/ 件）。导电纤维的用途：导电纤维主要用于防静电障害、防电磁辐射,制作无尘、无菌衣,以及防爆工作服、防静电过滤袋、电磁波屏蔽罩、防微波工作服等。 导电纤维的分类：金属系导电纤维、碳黑系导电纤维、导电高分子性纤维和金属化合物型导电纤维。各种纤维的加工方法如下： 金属系导电纤维：这类纤维是利用金属的导电性能而制得的,主要方法是直接拉丝法,将金属线反复过模具、拉伸,制成直径4～16μm 的纤维。主要金属有不锈钢、铜和铝。其他的方法还有切削法,将金属直接切削成纤维状的细丝。金属纤维一般不单独使用,而与普通纤维混纺制成导电织物。再一种方法是金属喷涂法。它是将普通纤维先进行表面处理,再用真空喷涂或化学电涂法将金属沉降在纤维表面,使纤维具有金属一样的导电性。 碳黑系导电纤维：①掺杂法：将碳黑与成纤物质混合后纺丝,碳黑在纤维中成连续相结构,赋予纤维导电性能。这种方法一般采用皮芯复合纺丝,既不影响纤维原有的物理性能,又使纤维具有导电性能。 ②涂层法：涂层法是在普通纤维表面涂上碳黑,涂层方法可以采用粘合剂粘合在纤维表面,或者直接将纤维表面快速软化并与碳黑粘合。这种方法的缺点是碳黑容易脱落,手感亦不好,碳黑在纤维表面不易分布均匀。 ③纤维的碳化处理：有些纤维,如纤维素纤维、沥青系纤维等,经碳化处理后,纤维的主链为碳原子,从而使纤维具有导电能力。 导电高分子性纤维：①导电高分子材料的直接纺丝法：直接纺丝法一般采用湿法纺丝,如将聚苯胺配成浓溶液在一定的凝固浴中拉伸纺丝,苯胺在酸性介质中用氧化剂、过硫酸铵、氧化聚合得到聚苯胺,中性的聚苯胺是绝缘体,聚苯胺经掺杂质酸后即成导电高聚物。
抗静电纤维
静电： 静电是一种处于静止状态的电荷。在干燥和多风的秋天，在日常生活中，人们常常会碰到这种现象：晚上脱衣服睡觉时，黑暗中常听到噼啪的声响，而且伴有蓝光；见面握手时，手指刚一接触到对方，会突然感到指尖针刺般刺痛，令人大惊失色；早上起来梳头时，头发会经常“飘”起来，越理越乱；拉门把手、开水龙头时都会“触电”，时常发出“啪”的声响，这就是发生在人体的静电。 抗静电纤维： 抗静电纤维是指在标准状态下(20℃、65%相对湿度)体积电阻率小于1010Ω·cm的纤维或静电荷逸散半衰期小于60s的纤维。抗静电纤维不易积聚静电荷。 简述： 纺织品特别是普通合成纤维制品在生产加工和使用中易因摩擦和感应产生静电，所产生的电荷不易逸散，影响穿着的舒适性和工作的安全性。因此有必要对纤维进行抗静电及导电处理，制得抗静电纤维及导电纤维。 抗静电纤维是能降低或消除在使用过程中产生静电的合成纤维，体积比电阻通常为107～108Ω·cm。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，通常是指在标准状态下(20℃、相对湿度65%)体积比电阻在107Ω·cm以下的纤维。 抗静电纤维和导电纤维的作用都是为了改善合成纤维及制品的静电性能，但这两类纤维抗静电机理存在区别。抗静电纤维的抗静电
机理是通过吸湿使产生的大部分静电泄漏，利用了漏电效应。它需要吸收环境中的水分来增加静电泄漏量，因而对环境湿度的依赖性高。导电纤维的抗静电机理主要是当导电纤维接近带电体时，利用电场引起自身电晕放电，使静电中和，属于放电效应。 分类： 按抗静电效果的持续性分类有暂时性和耐久性两种。按导电成分分类有抗静电剂型、金属系、炭黑系、高分子型和纳米级金属氧化物型抗静电纤维五种。 1．抗静电剂型抗静电纤维 抗静电剂型抗静电纤维加工工艺简单，抗静电剂对纤维的原有性能影响不大，可以在纤维表面形成导电层，降低其表面电阻率，使产生的静电迅速泄漏。同时，还可赋予纤维表面一定的润滑性以降低摩擦系数，抑制和减少静电荷的产生。常用的抗静电剂主要是一些表面活性剂，其分子结构中含有亲油基和亲水基两种基团。亲油基与聚合物结合，亲水基面向空气，排列在材料表面，形成“水膜”。因此，抗静电剂的使用效果取决于用量和诸多外界因素，如温度、相对湿度等。 2．金属系抗静电纤维 金属系抗静电纤维是利用金属的导电性能制得的。主要方法是直接拉丝法，将金属线反复过模具，拉伸，制成直径为4～16μm的纤维。常用的金属有不锈钢、铜、铝、金、银等。类似的方法还有切削法，将金属直接切削成纤维状的细丝。另外，还有金属喷涂法，将普
抗静电纤维
抗静电纤维是指在标准状态下(20℃、65%相对湿度)体积电阻率小于1010Ω·cm的纤维或静电荷逸散半衰期小于60s的纤维。抗静电纤维不易积聚静电荷。 纺织品特别是普通合成纤维制品在生产加工和使用中易因摩擦和感应产生静电，所产生的电荷不易逸散，影响穿着的舒适性和工作的安全性。因此有必要对纤维进行抗静电及导电处理，制得抗静电纤维及导电纤维。 抗静电纤维是能降低或消除在使用过程中产生静电的合成纤维，体积比电阻通常为107～108Ω·cm。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，通常是指在标准状态下(20℃、相对湿度65%)体积比电阻在107Ω·cm以下的纤维。 抗静电纤维和导电纤维的作用都是为了改善合成纤维及制品的静电性能，但这两类纤维抗静电机理存在区别。抗静电纤维的抗静电机理是通过吸湿使产生的大部分静电泄漏，利用了漏电效应。它需要吸收环境中的水分来增加静电泄漏量，因而对环境湿度的依赖性高。导电纤维的抗静电机理主要是当导电纤维接近带电体时，利用电场引起自身电晕放电，使静电中和，属于放电效应。 由于化学纤维的静电：既象，带来了静电力的干扰和静电放电的危害：纤维加工过程中的静电吸引和排斥，服用过程中缠结、吸附灰尘、沾污。化纤及其织物的电击和放电现象，轻者刺激皮肤，重者会引火、爆炸等。对于电子设备或办公自动化设备，静电会引起集成电路(IC)的误动作，破坏贮存器，特别是电磁波(EMI)和静电感应(ESD)
干扰，不仅损伤半导体器件，也能造成机器人误动作等各种设备障碍，甚至造成人身伤害事故。因此，采用抗静电导电性织物、薄膜、薄板等复合材料，或者使抗静电塑料填料导电化，以屏蔽电磁波，防止静电积累产生静电效应等，将有利于减少静电灾害。
导电纤维
聚苯胺导电纤维 高102 张杰 1008062055 摘要：聚苯胺导电纤维因其制备方法的不同而呈现不同的导电性能，是一种具 有良好应用前景的纤维材料。简要 介绍了聚苯胺的结构与性质，概述了国内外聚苯胺导电纤维制备的发展现状，详细阐述了聚苯胺导电纤维的各种制备方 法。 关键词：聚苯胺；导电纤维；原位聚合；溶液纺丝；熔体纺丝；静电纺丝 自1977年发现聚乙炔(polyacetylene，PA)薄膜经过碘掺杂后呈现金属电导特性起，便进入了对导电聚合物(inherently conductive polymers，ICPs)进行广泛研究的时代。研究者相继发现聚苯胺(polyaniline，PANI)、聚吡咯(polypyrrole，PPY)、聚噻吩(polythio—phene，PTh)、聚对苯撑乙等多种共轭结构高分子经掺杂后具有高的电导率。在上述导电高聚物中，聚苯胺具有原料价格低廉、合成简单、电导率较高、在空气中稳定性好、具有独特的掺杂现象等特点，被认为是最有前途的导电高聚物[1 ]。其中聚苯胺导电纤维是近年来聚苯胺研究领域的一个重点。导电纤维不仅可以用于服装满足消除静电、吸收电磁波的要求，同时由于电信号的探测和传输是探测技术中的一个重要方面，因此，导电纤维在传感器、防护服装、智能服装、医用及其他领域也具有广泛的应用前景_3]。成。图中Y值代表聚苯胺的氧化还原程度，不同的Y值对应不同的结构、组分、颜色和电导率，y一0时为完全还原(Leucoemeraldine Base，LEB)，y一1时为完全氧化态(Pernigrani¨ne Base，PB)，y===0．5时为中间氧化态(Emeraldine base，EB)。与前两者相比，中间氧化态是一种较为稳定的结构，此时聚苯胺大分子链由苯二胺和醌二亚胺的交替结构组成。完全氧化态和完全还原态聚苯胺均不具有导电性，中间氧化态的本征态聚苯胺也是绝缘体，但利用共轭高聚物容易被氧化或还原这一特性，可使聚苯胺迅速并可逆地在绝缘体与导体之间转换，通过掺杂及改变掺杂物的浓度及种类就可使其导电率的变化达到18个数量级。 1 聚苯胺的结构 聚苯胺在常温下一般呈不规则的粉末状态，结晶度和分子取向度较低。聚苯胺为共轭高分子，在高分子主链上交替重复单双键结构。图1所示为聚苯胺的分子结构，1987年由MacDiarmid提出规整的聚苯胺是一种头尾联接的线型高分子，由还原单元成。图中Y值代表聚苯胺的氧化还原程度，不同的Y值对应不同的结构、组分、颜色和电导率，y一0时为完全还原态(Leucoemeraldine Base，LEB)，y 一1时为完全氧化态(Pernigrani¨ne Base，PB)，y===0．5时为中间氧化(Emeraldine base，EB)。与前两者相比，中间氧化态是一种较为稳定的结构此时聚苯胺大分子链由苯二胺和醌二亚胺的交替结构组成。完全氧化态和完全还原态聚苯胺均不具有导电性，中间氧化态的本征态聚苯胺也是绝缘体，但利用共轭高聚物容易被氧化或还原这一特性，用质子酸对其进行掺杂，可使聚苯胺迅速并可逆地在绝缘体与导体之间转换，通过掺杂及改变掺杂物的浓度及种类就可使其导电率的变化达到18个数量级。 2 聚苯胺导电纤维的制备
导电纤维
导电纤维 导电纤维是防静电超净面料中的关键原料，它的性能好坏，一方面决定了面料的防静电性能，另一方面也与面料的发尘量有关。 导电纤维的发展迄今为止经历了三个阶段： 第一阶段是金属纤维阶段。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，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。 第二阶段是表面渗碳型有机导电纤维，其代表产品为 BASF公司Resistat。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。同时，脱落下来的导电的碳粉既是洁净室中的灰尘，也是会对电子产品造成危害的物质。 第三阶段是复合纺丝型有机导电纤维（第二代有机导电纤维），其代表产品为日本钟纺公司的Belltron，特别是钟纺公司最新开发的9R、BR系列。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。因此，应尽可能选择原厂并丝的导电纤维。
导电纤维
导电纤维; 英文：electroconductive fiber 性质： 指电阻率小于105Ω·cm 的纤维，有三类。 (1)有机导电纤维，电阻率为102～104Ω·cm ，主要采用复合纺丝法将高浓度的导电微粒局部混入纤维中制取，黑系导电微粒用炭黑，白系用金属氧化物如含少量氧化锡的氧化锑表面上涂覆二氧化钛，纤维相对较轻，有可挠性，可洗和便于加工；也可通过后加工化学固着铜化物或电镀金属。 (2)金属纤维。 (3)碳纤维，碳化温度愈高，模量与导电性愈高，若在其上进一步沉积石墨并用硝酸处理，可制得导电率达到金属水平的纤维。 「导电纤维制造技术」 为了消除纤维及其织物的静电，防止危害发生，人类自20世纪60 年代起就开始了开 发导电纤维的工作。导电纤维一般是指电阻率<108 Ω·cm 的纤维（20 ℃、65%RH 条 件下）。 最早的导电纤维是美国Brunswich 公司商品名为Brunsmet 的不锈钢纤维，在世界上首次用于纺织加工。这种利用不锈钢、铜、铝等金属的导电性 而制成的金属纤维，导电性能优良，且耐热、耐化学腐蚀，但极细单丝的造价很高，与普通纤维间抱合差，混纺加工困难，扭曲 与手感不良，产品使用性能不好。 其后出现的是以腈纶、黏胶为原丝的碳纤维，具有良好的导电性、耐热性，优良的耐 化学腐蚀性和 高初始模量，但其机械力学性能（如径向强度）不理想，除了用作工程复合材料外， 限制了它的导 电应用。 因此，60年代以来，人们不断探索开发新的有机导电纤维。实践表明，利用碳黑或 金属化合物（铜、银、镍、镉的硫化物或碘化物），通过涂敷或与成纤聚合物共混、 复合纺丝是制成导电性能优良纤维的最合理途径。 它是将含有金属、碳黑或金属化合物（如硫化铜、硫化亚铜、碘化亚铜等）的导电成 分，涂覆于纤维表面制成导电纤维，还可将聚苯胺等导电高聚物吸附于纤维表面获得 导电纤维。 将导电粒子（主要为碳黑或金属化合物）与基质聚合物（如 聚乙烯）混炼作为导电组分，导电组分与非导电的主体聚 合物通过复合纺丝板纺丝成形（熔纺或湿纺），制得具有 皮芯型、三层同心、三层并列、海岛或多芯型、以及镶嵌型等结构的复合导电纤维 聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电高聚物因难以熔融，故一般都采用直接湿法纺丝 生产导电纤维。 在织物中需要加入多少导电纤维才能起到防静电效果？ 在织物中加入0.1%～3%左右可以达到防静电基本要求，并用织物的舒适性很接近主体纤维本身的特性，不1、金属不锈钢纤维 2、工业原料碳纤维 3、化学镀层导电纤维 4、络合铜导电纤维 5、最先进的融熔纺技术——有机复合导电纤维 6、导电高聚物直接纺丝
抗静电纤维
抗静电纤维： 抗静电纤维是指在标准状态下(20℃、65%相对湿度)体积电阻率小于1010Ω·cm的纤维或静电荷逸散半衰期小于60s的纤维。抗静电纤维不易积聚静电荷。 纺织品特别是普通合成纤维制品在生产加工和使用中易因摩擦和感应产生静电，所产生的电荷不易逸散，影响穿着的舒适性和工作的安全性。因此有必要对纤维进行抗静电及导电处理，制得抗静电纤维及导电纤维。 抗静电纤维是能降低或消除在使用过程中产生静电的合成纤维，体积比电阻通常为107～108Ω·cm。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，通常是指在标准状态下(20℃、相对湿度65%)体积比电阻在107Ω·cm以下的纤维。 抗静电纤维和导电纤维的作用都是为了改善合成纤维及制品的静电性能，但这两类纤维抗静电机理存在区别。抗静电纤维的抗静电机理是通过吸湿使产生的大部分静电泄漏，利用了漏电效应。它需要吸收环境中的水分来增加静电泄漏量，因而对环境湿度的依赖性高。导电纤维的抗静电机理主要是当导电纤维接近带电体时，利用电场引起自身电晕放电，使静电中和，属于放电效应。 按抗静电效果的持续性分类有暂时性和耐久性两种。按导电成分分类有抗静电剂型、金属系、炭黑系、高分子型和纳米级金属氧化物型抗静电纤维五种。 1．抗静电剂型抗静电纤维
抗静电剂型抗静电纤维加工工艺简单，抗静电剂对纤维的原有性能影响不大，可以在纤维表面形成导电层，降低其表面电阻率，使产生的静电迅速泄漏。同时，还可赋予纤维表面一定的润滑性以降低摩擦系数，抑制和减少静电荷的产生。常用的抗静电剂主要是一些表面活性剂，其分子结构中含有亲油基和亲水基两种基团。亲油基与聚合物结合，亲水基面向空气，排列在材料表面，形成“水膜”。因此，抗静电剂的使用效果取决于用量和诸多外界因素，如温度、相对湿度等。 2．金属系抗静电纤维 金属系抗静电纤维是利用金属的导电性能制得的。主要方法是直接拉丝法，将金属线反复过模具，拉伸，制成直径为4～16μm的纤维。常用的金属有不锈钢、铜、铝、金、银等。类似的方法还有切削法，将金属直接切削成纤维状的细丝。另外，还有金属喷涂法，将普通纤维先进行表面处理，再用真空喷涂或化学电镀法将金属沉积在纤维表面，使纤维具有金属一样的导电性。金属系抗静电纤维的导电性能好、电阻率低，但纤维的手感比较差，而且纤维的混纺工艺难以控制，因此限制了它的进一步推广使用。 3．炭黑系抗静电纤维 利用炭黑的导电性能来制造抗静电纤维，这是一种比较古老而普遍的方法。该方法可分为以下三类： (1)掺杂法。将炭黑与成纤物质混合后纺丝，炭黑在纤维中成连续相结构，赋予纤维抗静电性能。这种方法一般采用皮芯复合纺丝法，
导电纤维原理
对环芯多层结构的夹层大量掺入碳黑，并在纤维主体中，并在纤维主体中也掺入碳黑，制成耐久性抗静电、导电纤维。 导电纤维的原理及分类 字体大小：大- 中- 小conductivefiber发表于07-09-26 19:27 阅读(121) 评论(0) 导电纤维是上世纪60年代出现的一种新的纤维品种，它一般是指导电率大于10-7 Ω-1.cm-1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。 导电纤维的抗静电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。 导电纤维的种类 最初的导电纤维是采用直径约为8μm的不锈钢制成。70年代各种导电性的有机合成纤维蓬勃兴起，各种牌号、各种类型的导电纤维大量被研制开发出来。目前已开发的导电纤维主要有金属纤维、碳素复合纤维和腈纶铜络合纤维等，国内使用的抗静电织物大多是用金属纤维或腈纶铜络合纤维和其他纤维混纺、交织而制成的。 金属纤维
金属纤维出现于60年代，其中使用最多的金属材料为不锈钢，也有铜、铝、镍等。通常是把金属纤维制成短纤维，再与普通纺织纤维混纺织造，用于防静电地毯和工作服面料。金属纤维的特点是导电性能好, 其电阻率在10-4-10-5Ωcm之间，而且耐热、耐化学腐蚀，但纤维抱合力小，可纺性能差，制成高细度纤维时价格昂贵，成品色泽受到限制。 碳素复合纤维 将导电碳黑混入高聚物中，用复合防丝方法，制备“皮芯”、“海岛”、“并列”等多种碳素复合纤维，并以较小的比例混入常规纤维中，做成混纺、嵌织抗静电织物。比如粘胶基、PAN基、沥青基碳纤维均为良好的导电纤维，其电阻率在10-3-10-4Ωcm之间，且高强、耐热、耐化学药品。但纤维模量高、缺乏韧性、不耐弯折、无热收缩能力，不适合于纺织品使用。碳短纤维可填加于地毯胶乳中，赋予织物其导电性。 腈纶铜络合纤维 将腈纶浸于铜盐溶液中，使其吸附二价铜离子，再用还原剂使二价铜离子还原为一价铜离子，一价铜离子与腈纶纤维上的氰基络合并生成铜的硫化物，在纤维表面形成导电层。80年代出现基体纤维在处理液或特殊气氛环境中进行化学反应，在纤维表面形成金属化学物的方法。例如我国以PAN、PA为基体生产的EC-N导电纤维。 Belltron 9R1 日本钟纺公司（Kanebo）最新研制开发的导电纤维，产品采用了该公司的优势技术——复合纺丝技术，将导电的碳粉与熔融状的尼龙充分混合后，经特殊的喷丝孔与基体尼龙复合成纤，形成了双组份的导电纤维。其外层为具有高导电性能的超薄皮状导电聚合物，内部则完全是尼龙－6聚合物 产品特征 1．加入少量的9R1就能充分防止静电的产生 在尼龙－6表面包裹了一层导电性良好的超薄聚合物，具有相当的技术难度，提供了优秀的导电能力 2．优秀的静电控制能力 20D三孔的结构使9R1比单孔导电纤维具有更大的传导表面，因此抗静电性能更加稳定、持久 3．良好的耐洗涤、抗弯曲、耐磨损性能
有机导电纤维的性能特点及其发展
有机导电纤维的性能特点及其发展 高广艳 安树林 (天津工业大学材料科学与化学工程学院,天津 300160) [摘 要] 本文论述了有机导电纤维的结构、性能、现状及发展。 [关键词] 有机导电纤维;复合纤维;共混改性纤维 众所周知,合成纤维具有天然纤维所没有的高强度、耐磨等优点,被广泛应用于各个领域。但由于合成纤维属于电介质范畴,其电阻很大,导电率很小,因此很容易积聚静电。这些积聚的静电不仅使纺织品的加工难以顺利进行,而且给人们的生活带来诸多不便。为此对导电纤维的研究已成为人们关注的热点。 导电纤维通常是指在标准状态下(20℃, 65%相对湿度)比电阻在102～1088.c m的纤维。比电阻在109～10128.c m的纤维一般作为抗静电性能。这些纤维基本上属于电子导电为机理的功能纤维,可以通过电子传导和电晕放电而消除静电。在近年开发研究的导电纤维中,有机导电纤维因其具有优良的物理—机械性能、纺织加工性能,且染色性优良,导电性不受环境温湿度影响等优点,最受人们的青睐。 1 有机导电纤维的制法分类 有机导电纤维的制造方法主要有三种类型,即导电物质涂层型、导电高分子直接纺丝型和导电物质与高聚物共混或复合纺丝型”[1],其中以复合型导电纤维的综合性能指标最好。 1.1 导电物质涂层型纤维 镀金属、碳等导电物质的涂层型有机导电纤维的导电物质暴漏在纤维的外层,因此导电效果好。但是这类纤维具有耐磨和耐洗涤性差,且不耐弯折,使用一段时间后导电粒子容易脱落等缺陷,影响了纤维的使用性能。 1.2 导电高聚物纤维 用聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电高聚物可以直接纺丝制成有机导电纤维。但由于这些高分子主链中的共轭结构使分子链僵直,难于溶解和熔融,纺丝成形和后加工都比较困难。另外,其中有些高分子中的氧原子容易与水发生反应、有些高分子单体毒性较大。这些大大增加了合成工艺和成形加工的生产成本。但目前利用参杂、吸附或湿法纺丝等方法已使其中的一些导电高分子取得了成功。 1.3 共混或复合纺丝型纤维 采用碳黑、金属氧化物等导电物质与普通高聚物进行共混纺丝或复合纺丝,可以制成性能优异的有机导电纤维。 2 复合型导电纤维 复合型导电纤维是导电纤维中的佼佼者,应用最为广泛。它是将含有导电粒子的聚合物作为一种成分,将不含有导电粒子的同种聚合物或另一种聚合物为第二成分,采用复合纺丝而成。纤维中导电粒子沿纤维轴向均匀分布,使电荷易于散逸[2],因此导电性优