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导电纤维

导电纤维是20世纪60年代出现的一种新的纤维品种,它一般是指导电率大于10-7Ω-25px-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。

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导电纤维

 

一、导电纤维简介



导电纤维是20世纪60年代出现的一种新的纤维品种,它一般是指导电率大于10-7Ω-25px-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。




 

二、导电纤维机理



 

 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。

 

三、导电纤维种类



按导电成分划分导电纤维主要有4种:金属纤维、炭黑系纤维、导电型金属化合物纤维和导电高分子型纤维。

 

1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,成品色泽受限制,多用于地毯和工作服面料,制成高细度纤维时价格昂贵。


 

2、碳黑系纤维是将碳黑与成纤物质混合后采用皮芯纺丝法制成的导电纤维,在保持纤维原有的力学性质以外,又获得了一定的导电性能,但是颜色单一,通常为黑色或灰黑色,在使用上受到了一定的限制。以粘胶、腈纶、沥青作为原丝,经碳化处理后的碳纤维,导电性能好,耐热,耐化学药品,但模量高,缺乏韧性,不耐弯折,无热收缩能力,适用范围有限。以普通纤维为基底,用涂层法在纤维表面涂上碳黑的纤维,碳黑易脱落,手感不好,且碳黑在纤维表面不易均匀分布。


 

3、导电型金属化合物纤维,以铜、银、镍和镉的硫化物、碘化物或氧化物为导电材料,以混合纺丝法、吸附法或化学反应法制成,牢度较好,其中铜、银化合物还具有一定的附加功能,如抗菌、除臭,但是银的成本偏高,而铜、镍和镉的硫化物和碘化物的导电纤维较碳黑系纤维差,电磁屏蔽性能一般,主要用于抗静电。

 


4、导电高分子型纤维中,由聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等高分子导电材料直接纺丝制成的有机导电纤维,纺丝困难,价格更高,也难在纺织品中广泛使用。

 

四、导电纤维应用



导电纱在刚开始的时候,主要用于武器高精度加工及核辐射防护等军事用途。冷战结束后,导电纱逐渐转向民用,但即使今天导电纱仍然是军方设备中不可缺少的一环。比如,英军的2012新型智能服装将使用导电纱线直接织成,从而取代以往携带的笨重电池。新型智能衣的纤维不怕断裂,即使被破坏后也能重新建立一个连接的方式。新型纤维融入到了背心,衬衫,背包,手套甚至是头盔里都有。将导电纱线穿在身上,为士兵提供单一、集中的电源,进行设备充电。



 随着导电纱技术的愈加成熟,导电纱在民用服装行业也流行开来。2012年,电子发热针织服装正是通过一次成型的针织技术结合导电纱线,在特别的针织织物的结构和密度下,通过分析公式计算出织物电阻,从而可以设定织物发出不同的温度,且可在多个不同位置和不同面积同时设定。这项技术的优点是开发出一种方便、舒适、卫生和美观的功能型发热智能针织衫。

 


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