第六讲 防护功能纤维

1、第六讲防护功能纤维第一部分 抗静电纤维一、抗静电纤维的发展现状 化学纤维具有较高的绝缘性能 ； 静电对生产和人们的生活都会带来影响； 60年代中期，日本东丽公司最早开发成功了尼龙抗静电纤维； 70年代末，日本帝人和东丽公司相继开发成功抗静电涤纶。二、消除静电的方法 常用的静电序列： 从正电荷 负电荷顺序： 羊毛、锦纶、粘胶纤维、棉、蚕丝、醋酯纤维、维纶、涤纶、腈纶、氯纶、腈氯纶、偏氯纶、聚乙烯、氟纶。 抗静电的途径有以下几个方面： 1、控制静电荷的产生； 2、消除静电 ； 使用抗静电剂 ； 内部使用抗静电剂； 使材料表面改性 ； 与导电材料混用。 三、制造方法 方法分为二大类：使用外部抗静电剂

2、附着在纤维表面的方法；使用内部抗静电剂渗入纤维内部的方法。 1、外部：又分二种： 一是临时性的抗静电处理方法： 外部喷洒、浸渍和涂覆等方法。 优点：是最容易、最经济、应用最普遍的方法。 缺点：耐洗性、耐久性差。；加工过程中完成后抗静电性就消失。 另一种是在纺织、印染工厂对织物进行抗静电表面处理或树脂整理的方法：优点：具有一定的耐洗涤、耐磨擦和耐久性。 缺点：这种方法使织物的风格和外观受到一定的影响。 2、内部方法： 在聚合阶段用共聚法引入抗静电单体； 通过化学法引入吸湿和抗静电基团； 采用复合纺丝法在纤维内部生成连续的、含有抗静电剂的条纹结构。 采用共混纺丝制备海岛型纤维来达到耐久性抗静电目的

3、。四、抗静电剂及其作用机理 能消除和减弱合成纤维在生产和使用过程中因摩擦而产生静电的助剂大多是表面活性剂，有： 永久性； 暂时性。 永久性抗助剂可在合纤生产的聚合或纺丝过程中加入 ； 暂时性助剂通常复配于化纤油剂中，在纤维表面上均匀涂布。 抗静电剂的结构不同，可分为： 阳离子型、阴离子型、两性型、非离子型以及高分子化合物型、复合型、无机盐型等抗静电剂类型。五、抗静电纤维的制造 1、抗静电表面加工法 ：（1）表面处理法：在纤维后加工处理时，用离子和非离子型外部抗静电剂涂在纤维表面 ；（2）树脂整理法：设法将抗静电树脂固着在纤维表面的一种抗静电加工法。 2、共混纺丝法 采用内部抗静电剂（聚醚类）在

4、聚合或纺丝前加入到聚合物熔体或原液中，然后挤出纺丝。 3、复合纺丝法 有关抗静电的复合纤维有许多形态，如皮芯型，海岛型，多层型等。一般芯层含有抗静电剂，皮层为聚酯类。 4、共聚或接枝共聚法 在疏水性合成纤维大分子主链上引入亲水性、导电性成分，可在一定程度上提高该合纤的导电性。六、防静电纤维纺织品六、防静电纤维纺织品 1、金属纤维目前所用的金属纤维是含合金的不锈钢纤维，它的细度为416m，断裂强力515cN/dtex，断裂伸长率3%5%，相对而言，该纤维柔性差，刚性较大，且耐折曲性能差。 采用金属纤维生产防静电织物，一般采用混纺的方法。 防静电织物的防静电性能取决于金属纤维素的含量和均匀性： 当

5、金属含量大于0.5%时，该织物具有一定的抗静电性能； 当金属纤维含量为2%5%时，该织物具有良好的防静电性能； 当金属纤维含量大于8%时，该织物除具有防静电性能外，还具有一定的电磁波屏蔽性能。2、金属及共氧化物镀层纤维 采用将金属或导电金属氧化物通过化学镀的方法镀到各种化纤上，形成高度导电纤维，可用于生产耐久性的防静电织物 ；3、复合导电纤维 复合导电纤维是目前应用最多的一种导电纤维，由于其可纺性好，耐久性好，抗静电效果好，已逐步取代金属纤维、碳纤维和金属镀层纤维。 这些复合导电纤维由于其混入的导电成分不同，有黑色、灰色和白色几种颜色。一般来说，黑色导电纤维的导电性较其它颜色的好。 4、其它导

6、电纤维 有碳纤维、金属及其氧化物涂敷炭黑纤维等； 碳纤维价格昂贵，伸长率较小，对纺织的技术要求较高； 金属及其氧化物涂敷纤维与表面涂敷炭黑纤维类似，其导电生好，但耐水洗和摩擦牢度较差，使用过程中导电层逐渐脱落，导电性下降。 七、抗静电纺织品应用及测试七、抗静电纺织品应用及测试方法方法 表征材料和制品静电性能的主要参数有电阻率、泄漏电阻、电荷面密度及半衰期、摩擦带电电压及半衰期等 ； 纺织材料的电学性质一般以介电系数、介质损耗、电阻、带电量和电荷衰减速度等表示。 国内外可用于纺织材料的静电测试方法和测试仪器很多，根据其性能和用途大致分类如下： 1、按测试对象可分为测试纤维、纱线或长丝、织物、地毯

7、、人体以及生产现场的在制品或机件等； 2、按测试精度的要求大体可分为定性和定量两种方法 ；3、按测试结果可分别表示电荷的极性、带电量、电阻、电压和半衰期等 ；4、按电荷的产生方法可分为摩擦式和电晕放电式等 。第二部分第二部分保温纤维及温控纤维保温纤维及温控纤维 80年代早期，开发了具有吸热、蓄热特性的碳化锆保温纤维; 80年代中后期，人们开发了一种根据环境变化，在一定温度范围内可自由调节温控纤维;一、保温纤维原理一、保温纤维原理 碳化锆具有高效吸收可见光、反射红外线的特性，当它吸收占太阳光中95%的2mc 以下的短波长能源后，通过热转换，将能源储存在材料中； 日本的尤尼吉卡公司及德桑特公司就是

8、利用太阳能发电的原理，利用碳化锆为材料共同开发了蓄热保温纤维，称之为太阳能纤维。 具体作法： 是将碳化锆先粉碎成极小的（零点几微米）超微粒子，然后与高聚物共混后作为芯材，将此芯材与作为皮材的尼龙或聚酯进行复合纺丝，制成锦纶或涤纶长丝。 这种纤维可制成滑雪服、运动服、紧身衣、防风服、机织物、针织物、非织造布等，普及到任何需要保暖功能的服装领域。二、温控纤维二、温控纤维 温控纤维是根据环境温度的变化,在一定的温度范围内可自由调节人体温度的纤维材料。温控纤维的种类：相变材料（PCM）的调温机理 能在一定温度（室温）范围内将物质从液态转变为固态或由固态转变为液态的相转变材料。该类相变物质在相转变时会伴

9、随着吸热和放热现象。可通过充填法、浸轧法、微胶囊法，将相变物质处理到纤维或纤维织物中去。塑性晶体类的温控纤维塑性晶体类的温控纤维利用一些塑性晶体在固固转变时会产生热变化，将它们加入到中空纤维中，或用传统整理方法处理到纤维织物上，可以在不同温度范围内赋予纤维或织物所需的贮存热和释热性能。塑性晶体有：季戊四醇、2，2二甲基1，3丙二醇，3-丙二醇等。添加剂类温控纤维某些溶剂在环境温度变化时，具有明显的热胀冷缩性，若将其填封在中空纤维内，可以随温度变化来调节纤维的密度，达到温控目的。德国研制成功一种中空化纤，其中心管道中充入一种溶剂和惰性气体，当气体降低时纤维产生形变，由这种纤维制成 的衣服变厚，保温能力增强