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1、2001年第1期—5—有机导电纤维的结构和性能研究施楣梧,南燕(中国人民解放军总后勤部军需装备研究所,北京100010)摘要:研究了碳黑涂敷型、碳黑复合型和金属化合物复合型有机导电纤维的形态结构、力学性能、电学性能、化学性能,以及导电能力的耐久性,这些导电纤维的力学性能、耐化学试剂性能均可满足纺织品的加工要求。碳黑涂敷型有机导电纤维电阻率最低,适合于防静电工作服面料;碳黑复合型次之;金属化合物复合型电阻率最高,适合于民用纺织品。关键词:有机导电纤维;形态结构;力学性能;电学性能;耐化学试剂性能+中图分类号:TS1021528
2、15文献标识码:A文章编号:100321456(2001)0120005204使用碳黑复合或金属化合物复合有机导电纤表1导电丝基本规格维是生产永久性抗静电纺织品的合理途径。从纺名义规格生产编号基体导电物质颜色织产品的抗静电功能要求来看,无尘、无菌、防爆、dtex/f厂商#抗静电工作服等特殊功能纺织品需要采用碳黑复120/3PA66碳深灰首诺#22617/4PA66碳深灰首诺合(或碳黑涂敷)高电导有机导电纤维;常规民用#32212/3PA6碳深灰钟纺纺织品据其色泽深浅、织物组织、导电纤维可否显4#2117/6PET碳黑钟纺#露
3、等具体要求,可采用碳黑复合或金属化合物复52212/3PET金属化合物白钟纺#62212/3PA6金属化合物白钟纺合有机导电纤维。目前国产有机导电纤维尚处于#72718/3PA6碳浅灰帝人起步阶段;国外生产导电纤维的厂商较多,但有批#82414/1PA6碳黑BASF量供货能力和意愿的主要有BASF、钟纺和SO2112纤维截面和纵向形貌分析TMLUTIA(首诺)。本文以这3家公司生产的有代哈氏切片器、GallenⅢ型光学显微镜及照表性的导电纤维为主要研究对象,研究其结构和相机、日立S2530扫描电子显微镜(25kV)。力学性能
4、、电学性能、耐化学试剂性能。113物理性能测试1实验部分强伸度测试用YG001型单纤维强力测试仪,按GB/T1433721993;条干CV值测试用USTER111实验材料TesterII型条干仪,按GB/T1434621993;沸水收导电纤维试样:4家国外厂商的8种有机导缩率测试按GB/T650521986。电丝的基本特征如表1所示;均为长丝。114耐化学试剂性能测试试剂:5%HCl、10%H2SO4、10%NaOH、3%分别用5%HCl、10%H2SO4、10%NaOH处理HAc。30min,用YG001型单纤维强力测试仪
5、测导电纤染料:军用分散棕JER、分散红JFB、分散蓝维强度,按GB/T1433721993。JRB。115电阻率的测试基础织物:纯涤纶平纹呢。导电丝有效长度10cm,用导电胶固定于电极,用FLUKE8840A万用电表测电阻。导电丝收稿日期:2000-09-21预先在21℃×30%RH下平衡24h。—6—2001年第1期116含导电丝织物的抗静电性能测试##1～7导电丝为复合型导电纤维,导电成分法拉第筒,按GB/T12703291进行检测。沿纤维轴向连续分布。除6#导电丝较不明显外,117染整试验各导电丝的导电成分均在纤维侧向
6、有外露,以利10%NaOH碱减量(120℃×35min);3%醋酸#于进行电晕放电。其中1导电丝的单丝上有3处中和;染色140℃×40min,升降温速率##导电成分外露;3和4有2处导电成分外露。115℃/min;热定形180℃×40s。#8导电丝为碳黑涂敷型,碳黑分布于纤维四118实验的温湿度条件周,而内部没有导电成分。静电性能测试在21℃×30%RH下进行,其##1～7导电丝经染整加工后外观无明显变他实验在21℃×65%RH下进行。#化。8导电丝的碳层经染整加工有较显著的脱2结果与分析#211导电丝的复合结构剖析落,说明
7、耐久性较差。图2为8丝在染整前后的#图1为8种导电丝的原丝截面和纵向外形。表面形貌变化状况;以1丝为例,图3所示为复可知纵向外形为典型的合成纤维,截面均为圆形;合型导电纤维在染整加工前后的外观变化,可知纤维呈复合结构,其中黑色部分为导电成分。耐久性良好。####1丝断面结构1丝表面形态2丝断面结构2丝表面形态####3丝断面结构3丝表面形态4丝断面结构4丝表面形态####5丝断面结构5丝表面形态6丝断面结构6丝表面形态####7丝断面结构7丝表面形态8丝断面结构8丝表面形态##图11～8导电丝原丝截面及表面形态2001年第1
8、期—7—染整前染整后染整前染整后##图28导电丝表面状态扫描电镜照片图31导电丝表面状态扫描电镜照片212导电丝的物理性能表3导电丝经化学试剂处理后的强力变化(%)如表2所示,实测纤维细度均大于名义细度编号HCl处理H2SO4处理NaOH处理10%左右。聚酰胺基纤维的强度较常规锦纶丝#1-
