第六講 防護功能纖維

1、第六講防護功能纖維第一部分 抗靜電纖維一、抗靜電纖維的發(fā)展現(xiàn)狀 化學(xué)纖維具有較高的絕緣性能 ； 靜電對生產(chǎn)和人們的生活都會帶來影響； 60年代中期，日本東麗公司最早開發(fā)成功了尼龍抗靜電纖維； 70年代末，日本帝人和東麗公司相繼開發(fā)成功抗靜電滌綸。二、消除靜電的方法 常用的靜電序列： 從正電荷 負電荷順序： 羊毛、錦綸、粘膠纖維、棉、蠶絲、醋酯纖維、維綸、滌綸、腈綸、氯綸、腈氯綸、偏氯綸、聚乙烯、氟綸。 抗靜電的途徑有以下幾個方面： 1、控制靜電荷的產(chǎn)生； 2、消除靜電 ； 使用抗靜電劑 ； 內(nèi)部使用抗靜電劑； 使材料表面改性 ； 與導(dǎo)電材料混用。 三、制造方法 方法分為二大類：使用外部抗靜電劑

2、附著在纖維表面的方法；使用內(nèi)部抗靜電劑滲入纖維內(nèi)部的方法。 1、外部：又分二種： 一是臨時性的抗靜電處理方法： 外部噴灑、浸漬和涂覆等方法。 優(yōu)點：是最容易、最經(jīng)濟、應(yīng)用最普遍的方法。 缺點：耐洗性、耐久性差。；加工過程中完成后抗靜電性就消失。 另一種是在紡織、印染工廠對織物進行抗靜電表面處理或樹脂整理的方法：優(yōu)點：具有一定的耐洗滌、耐磨擦和耐久性。 缺點：這種方法使織物的風(fēng)格和外觀受到一定的影響。 2、內(nèi)部方法： 在聚合階段用共聚法引入抗靜電單體； 通過化學(xué)法引入吸濕和抗靜電基團； 采用復(fù)合紡絲法在纖維內(nèi)部生成連續(xù)的、含有抗靜電劑的條紋結(jié)構(gòu)。 采用共混紡絲制備海島型纖維來達到耐久性抗靜電目的

3、。四、抗靜電劑及其作用機理 能消除和減弱合成纖維在生產(chǎn)和使用過程中因摩擦而產(chǎn)生靜電的助劑大多是表面活性劑，有： 永久性； 暫時性。 永久性抗助劑可在合纖生產(chǎn)的聚合或紡絲過程中加入 ； 暫時性助劑通常復(fù)配于化纖油劑中，在纖維表面上均勻涂布。 抗靜電劑的結(jié)構(gòu)不同，可分為： 陽離子型、陰離子型、兩性型、非離子型以及高分子化合物型、復(fù)合型、無機鹽型等抗靜電劑類型。五、抗靜電纖維的制造 1、抗靜電表面加工法 ：（1）表面處理法：在纖維后加工處理時，用離子和非離子型外部抗靜電劑涂在纖維表面 ；（2）樹脂整理法：設(shè)法將抗靜電樹脂固著在纖維表面的一種抗靜電加工法。 2、共混紡絲法 采用內(nèi)部抗靜電劑（聚醚類）在

4、聚合或紡絲前加入到聚合物熔體或原液中，然后擠出紡絲。 3、復(fù)合紡絲法 有關(guān)抗靜電的復(fù)合纖維有許多形態(tài)，如皮芯型，海島型，多層型等。一般芯層含有抗靜電劑，皮層為聚酯類。 4、共聚或接枝共聚法 在疏水性合成纖維大分子主鏈上引入親水性、導(dǎo)電性成分，可在一定程度上提高該合纖的導(dǎo)電性。六、防靜電纖維紡織品六、防靜電纖維紡織品 1、金屬纖維目前所用的金屬纖維是含合金的不銹鋼纖維，它的細度為416m，斷裂強力515cN/dtex，斷裂伸長率3%5%，相對而言，該纖維柔性差，剛性較大，且耐折曲性能差。 采用金屬纖維生產(chǎn)防靜電織物，一般采用混紡的方法。 防靜電織物的防靜電性能取決于金屬纖維素的含量和均勻性： 當(dāng)

5、金屬含量大于0.5%時，該織物具有一定的抗靜電性能； 當(dāng)金屬纖維含量為2%5%時，該織物具有良好的防靜電性能； 當(dāng)金屬纖維含量大于8%時，該織物除具有防靜電性能外，還具有一定的電磁波屏蔽性能。2、金屬及共氧化物鍍層纖維 采用將金屬或?qū)щ娊饘傺趸锿ㄟ^化學(xué)鍍的方法鍍到各種化纖上，形成高度導(dǎo)電纖維，可用于生產(chǎn)耐久性的防靜電織物 ；3、復(fù)合導(dǎo)電纖維 復(fù)合導(dǎo)電纖維是目前應(yīng)用最多的一種導(dǎo)電纖維，由于其可紡性好，耐久性好，抗靜電效果好，已逐步取代金屬纖維、碳纖維和金屬鍍層纖維。 這些復(fù)合導(dǎo)電纖維由于其混入的導(dǎo)電成分不同，有黑色、灰色和白色幾種顏色。一般來說，黑色導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電性較其它顏色的好。 4、其它導(dǎo)

6、電纖維 有碳纖維、金屬及其氧化物涂敷炭黑纖維等； 碳纖維價格昂貴，伸長率較小，對紡織的技術(shù)要求較高； 金屬及其氧化物涂敷纖維與表面涂敷炭黑纖維類似，其導(dǎo)電生好，但耐水洗和摩擦牢度較差，使用過程中導(dǎo)電層逐漸脫落，導(dǎo)電性下降。 七、抗靜電紡織品應(yīng)用及測試七、抗靜電紡織品應(yīng)用及測試方法方法 表征材料和制品靜電性能的主要參數(shù)有電阻率、泄漏電阻、電荷面密度及半衰期、摩擦帶電電壓及半衰期等 ； 紡織材料的電學(xué)性質(zhì)一般以介電系數(shù)、介質(zhì)損耗、電阻、帶電量和電荷衰減速度等表示。 國內(nèi)外可用于紡織材料的靜電測試方法和測試儀器很多，根據(jù)其性能和用途大致分類如下： 1、按測試對象可分為測試纖維、紗線或長絲、織物、地毯

7、、人體以及生產(chǎn)現(xiàn)場的在制品或機件等； 2、按測試精度的要求大體可分為定性和定量兩種方法 ；3、按測試結(jié)果可分別表示電荷的極性、帶電量、電阻、電壓和半衰期等 ；4、按電荷的產(chǎn)生方法可分為摩擦式和電暈放電式等 。第二部分第二部分保溫纖維及溫控纖維保溫纖維及溫控纖維 80年代早期，開發(fā)了具有吸熱、蓄熱特性的碳化鋯保溫纖維; 80年代中后期，人們開發(fā)了一種根據(jù)環(huán)境變化，在一定溫度范圍內(nèi)可自由調(diào)節(jié)溫控纖維;一、保溫纖維原理一、保溫纖維原理 碳化鋯具有高效吸收可見光、反射紅外線的特性，當(dāng)它吸收占太陽光中95%的2mc 以下的短波長能源后，通過熱轉(zhuǎn)換，將能源儲存在材料中； 日本的尤尼吉卡公司及德桑特公司就是

8、利用太陽能發(fā)電的原理，利用碳化鋯為材料共同開發(fā)了蓄熱保溫纖維，稱之為太陽能纖維。 具體作法： 是將碳化鋯先粉碎成極小的（零點幾微米）超微粒子，然后與高聚物共混后作為芯材，將此芯材與作為皮材的尼龍或聚酯進行復(fù)合紡絲，制成錦綸或滌綸長絲。 這種纖維可制成滑雪服、運動服、緊身衣、防風(fēng)服、機織物、針織物、非織造布等，普及到任何需要保暖功能的服裝領(lǐng)域。二、溫控纖維二、溫控纖維 溫控纖維是根據(jù)環(huán)境溫度的變化,在一定的溫度范圍內(nèi)可自由調(diào)節(jié)人體溫度的纖維材料。溫控纖維的種類：相變材料（PCM）的調(diào)溫機理 能在一定溫度（室溫）范圍內(nèi)將物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)或由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的相轉(zhuǎn)變材料。該類相變物質(zhì)在相轉(zhuǎn)變時會伴

9、隨著吸熱和放熱現(xiàn)象?？赏ㄟ^充填法、浸軋法、微膠囊法，將相變物質(zhì)處理到纖維或纖維織物中去。塑性晶體類的溫控纖維塑性晶體類的溫控纖維利用一些塑性晶體在固固轉(zhuǎn)變時會產(chǎn)生熱變化，將它們加入到中空纖維中，或用傳統(tǒng)整理方法處理到纖維織物上，可以在不同溫度范圍內(nèi)賦予纖維或織物所需的貯存熱和釋熱性能。塑性晶體有：季戊四醇、2，2二甲基1，3丙二醇，3-丙二醇等。添加劑類溫控纖維某些溶劑在環(huán)境溫度變化時，具有明顯的熱脹冷縮性，若將其填封在中空纖維內(nèi)，可以隨溫度變化來調(diào)節(jié)纖維的密度，達到溫控目的。德國研制成功一種中空化纖，其中心管道中充入一種溶劑和惰性氣體，當(dāng)氣體降低時纖維產(chǎn)生形變，由這種纖維制成 的衣服變厚，保溫能力增強