目前，一些紡織品要求具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性等性能，這就需要使用導(dǎo)電纖維和導(dǎo)電紗線。導(dǎo)電纖維是指在聚合物中混入導(dǎo)電介質(zhì)所紡制成的化學(xué)纖維或金屬纖維、碳纖維等。具有遠(yuǎn)高于抗靜電纖維的優(yōu)異的消除和防止靜電的性能，且比電阻值持久不變并基本上不受濕度影響。按導(dǎo)電成分分布狀態(tài)，分為均勻型、被覆型和復(fù)合型三類。一般采用混溶、蒸鍍、電鍍和復(fù)合紡絲等方法，在纖維中添加炭黑、石墨、金屬粉或金屬化合物等導(dǎo)電介質(zhì)制得。其制品可用于靜電感應(yīng)屏蔽，混有少量導(dǎo)電纖維的織物還可用作特種工作服、防塵刷等。導(dǎo)電纖維能將產(chǎn)生的靜電很快泄漏和分散，有效地防止靜電的局部蓄積。導(dǎo)電纖維還具有電暈放電能力，能起到向大氣釋放靜電的效果。電暈放電是在大氣壓或高于大氣壓條件下，電極表面曲率半徑很小，放電空間電場(chǎng)不均勻，電極表面附近電場(chǎng)比較強(qiáng)時(shí)，發(fā)生的放電現(xiàn)象。在電極附近有一個(gè)發(fā)光的電暈層，層內(nèi)電場(chǎng)很強(qiáng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電離和激發(fā)。這種電暈放電是一種極微弱的放電現(xiàn)象，不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。因此，導(dǎo)電纖維在不接地的情況下，也可用電暈放電的方法消除靜電。若導(dǎo)電纖維制品接觸大地，則在電暈放電的同時(shí)，靜電也通過(guò)導(dǎo)電方式泄漏入大地，其帶電量就更小了。（1）接地導(dǎo)電纖維的消除靜電機(jī)理。人體穿著含導(dǎo)電纖維織物接觸大地時(shí)，其消除靜電的機(jī)理是在電暈放電的同時(shí)，誘導(dǎo)電荷聚集在導(dǎo)電纖維周圍，進(jìn)而泄漏入大地。具體過(guò)程是當(dāng)導(dǎo)電纖維與帶電體接近時(shí)，在帶電體與帶電纖維間形成了電場(chǎng)，特別是在導(dǎo)電纖維的周邊收斂了電力線，形成局部的離子活化區(qū)域。在導(dǎo)電纖維周圍的空氣，由于絕緣被擊穿，電暈放電產(chǎn)生了正負(fù)離子，其中負(fù)離子向帶電體移動(dòng)而中和，正離子通過(guò)導(dǎo)電纖維向大地泄漏。（2）不接地導(dǎo)電纖維消除靜電機(jī)理。導(dǎo)電纖維在不接地情況下是通過(guò)電暈放電方法消除靜電，消除靜電步驟為：①織物（帶電體）中的電荷向?qū)щ娎w維匯集，導(dǎo)電纖維中誘導(dǎo)了與織物電性相反的電荷；②導(dǎo)電纖維附近被誘發(fā)產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，使其周圍空氣受此電場(chǎng)的作用而電離，這就是所謂的電暈放電過(guò)程；③電暈放電產(chǎn)生正負(fù)離子，與織物所帶電荷性質(zhì)相反的離子向織物移動(dòng)，與織物所帶電荷中和，從而消除靜電。按導(dǎo)電成分劃分導(dǎo)電纖維主要有4種：金屬纖維、炭黑系纖維、導(dǎo)電型金屬化合物纖維和導(dǎo)電高分子型纖維。金屬纖維導(dǎo)電性能好，耐熱、耐化學(xué)腐蝕，但對(duì)于紡織品而言，金屬纖維抱合力小，紡紗性能差，成品色澤受限制，多用于地毯和工作服面料，制成高細(xì)度纖維時(shí)價(jià)格昂貴。碳黑系纖維是將碳黑與成纖物質(zhì)混合后采用皮芯紡絲法制成的導(dǎo)電纖維，在保持纖維原有的力學(xué)性質(zhì)以外，又獲得了一定的導(dǎo)電性能，但是顏色單一，通常為黑色或灰黑色，在使用上受到了一定的限制。以粘膠、腈綸、瀝青作為原絲，經(jīng)碳化處理后的碳纖維，導(dǎo)電性能好，耐熱，耐化學(xué)藥品，但模量高，缺乏韌性，不耐彎折，無(wú)熱收縮能力，適用范圍有限。以普通纖維為基底，用涂層法在纖維表面涂上碳黑的纖維，碳黑易脫落，手感不好，且碳黑在纖維表面不易均勻分布。導(dǎo)電型金屬化合物纖維，以銅、銀、鎳和鎘的硫化物、碘化物或氧化物為導(dǎo)電材料，以混合紡絲法、吸附法或化學(xué)反應(yīng)法制成，牢度較好，其中銅、銀化合物還具有一定的附加功能，如抗菌、除臭，但是銀的成本偏高，而銅、鎳和鎘的硫化物和碘化物的導(dǎo)電纖維較碳黑系纖維差，電磁屏蔽性能一般，主要用于抗靜電。導(dǎo)電高分子型纖維中，由聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等高分子導(dǎo)電材料直接紡絲制成的有機(jī)導(dǎo)電纖維，紡絲困難，價(jià)格更高，也難在紡織品中廣泛使用。金屬纖維是出現(xiàn)最早的導(dǎo)電纖維，其中使用最多的金屬材料為不銹鋼，也有銅，鋁，鎳等。金屬纖維的特點(diǎn)是導(dǎo)電性能好，其電阻率在102-104Ω/cm之間，而且耐熱，導(dǎo)熱，耐化學(xué)腐蝕性，耐磨性好，還具有防輻射，強(qiáng)度高，彈性模量高，具有抗老化，可染成各種顏色等優(yōu)點(diǎn)。用它開發(fā)的織物除了有抗靜電性能外，還有獨(dú)特的記憶性和褶皺效果，并具有特殊的光澤感。加工金屬纖維的方法常用的有兩種，一種是直接拉絲法，將金屬纖維制成直徑為4~16μm的纖維，再把金屬纖維制成短纖維，用少量的金屬纖維與常規(guī)紡織纖維進(jìn)行混纖、混紡及交織。另一種金屬噴涂法，它是將普通纖維先進(jìn)行表面處理，再用真空噴涂或化學(xué)電涂法將金屬沉降在纖維表面，使纖維具有金屬一樣的導(dǎo)電性。利用金屬纖維泄電或電暈放電作用，有效地散逸電荷，通過(guò)金屬纖維的電暈放電和泄漏作用消除服裝上的靜電。由于制成高細(xì)度纖維時(shí)價(jià)格昂貴，成品色澤受到限制。金屬纖維目前一般用于電腦防護(hù)服，孕婦等防輻射服裝上，能有效的屏蔽輻射場(chǎng)。還作為加油站、鞭炮廠、燃?xì)庹镜纫兹家妆瑘?chǎng)所工作人員的工作服。但是金屬纖維的可紡性較差，使用過(guò)程中容易折斷，自重大，耐洗和耐久性較差。可在導(dǎo)電性良好的前提下，適量應(yīng)用金屬纖維。在21世紀(jì)被譽(yù)為“黑色黃金”的碳纖維是由日本人于1959首先采用聚丙烯腈（PAD）纖維經(jīng)高溫炭化處理制得?，F(xiàn)在根據(jù)原絲類型可分為聚丙烯腈（PAD）基、瀝青基和粘膠基，而其中以PAD為主體。碳纖維許多優(yōu)異的特性使其成為一種新興防靜電纖維。（1）碳纖維的密度小，只有1.5-2g/cm3，這與一些天然纖維密度較為接近，不會(huì)影響到服裝質(zhì)量和舒適度。（2）彈性模量高，而彈性回復(fù)為100%，這使紡織材料的彈性增強(qiáng)并能提高其抗皺性。（3）電阻率低，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，在防靜電方面，這尤為重要。（4）碳纖維也有在極端條件下存在的良好性能，如它的熱膨脹系數(shù)小，即使從幾千度的高溫突然降到常溫也不會(huì)炸裂，耐高溫和低溫性能好，在3000℃非氧化氣氛下不融化不軟化，在液氮溫度下依舊很柔軟，不脆化，這對(duì)在極端條件防靜電纖維也是極為重要的。（5）碳纖維還具有抗輻射，抗放射，吸收有毒氣體等特殊性能。（6）成本較低。在通過(guò)與其它導(dǎo)電性添加材料的成本比較中，發(fā)現(xiàn)用導(dǎo)電碳纖維制成的導(dǎo)（抗）靜電涂料成本顯著降低，導(dǎo)電添加材料一項(xiàng)，成本僅為原來(lái)的20%左右。但是相應(yīng)的碳纖維的耐沖擊性較差，容易損傷，在強(qiáng)酸條件下易發(fā)生氧化，與金屬?gòu)?fù)合時(shí)會(huì)發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。因此，碳纖維在使用前須進(jìn)行表面處理。例如提高其耐化學(xué)腐蝕性的能力將是以后發(fā)展的一個(gè)重要方向。復(fù)合導(dǎo)電纖維是一種將炭黑，TiO2、SnO2、ZnO、CuI等導(dǎo)電微粒添加到聚合物中而得到的導(dǎo)電纖維，其導(dǎo)電原理為導(dǎo)電填料在聚合物填充體系中的含量達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)電粒子在基體中形成導(dǎo)電通道，聚合物從絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)榘雽?dǎo)體，從而使自身電阻急劇下降，起到導(dǎo)電，即防靜電的作用。其導(dǎo)電性主要取決于所用粒子的類型、聚合物的類型、導(dǎo)電粒子在基體的分散形式、聚合物基體的形態(tài)以及材料的成型工藝。復(fù)合導(dǎo)電纖維的制備主要包括4個(gè)環(huán)節(jié)：導(dǎo)電劑的選擇；導(dǎo)電劑表面處理；復(fù)合紡絲；后處理。（1）導(dǎo)電劑的選擇：擁有良好的導(dǎo)電性，易紡絲，有特殊功能的為上選。（2）導(dǎo)電極表面處理：一般采用偶聯(lián)劑與導(dǎo)電粒子混入一定溫度的醇或醚類，經(jīng)過(guò)作用，使導(dǎo)電粒子高濃度并穩(wěn)定的分散到紡絲液中。海島型：將加入導(dǎo)電劑的聚合物作為導(dǎo)電組與常規(guī)的聚合物進(jìn)行紡絲，得到以導(dǎo)電組為島，非導(dǎo)電組為海的海島型纖維。連續(xù)型：將導(dǎo)電組與非導(dǎo)電組經(jīng)過(guò)匯合后從同一紡絲孔中噴出，即得到連續(xù)型復(fù)合導(dǎo)電纖維。（4）后處理。根據(jù)規(guī)格要求，采用合適的后處理工藝進(jìn)一步降低纖維的電阻率。復(fù)合纖維由于其良好的導(dǎo)電、耐洗、耐磨、抗彎曲等性能而廣泛用于工業(yè)、家紡產(chǎn)品，如防靜電服、鞋、帽、羊毛衫，羊絨衫等等。而大量添加導(dǎo)電粒子降低了成纖聚合物的可紡性，使纖維的成品率下降，成本上升，同時(shí)也影響纖維的力學(xué)、紡織性能。因此，降低導(dǎo)電粒子加量成為復(fù)合導(dǎo)電纖維未來(lái)發(fā)展的方向。高分子導(dǎo)電纖維是以導(dǎo)電高分子為原料加工的纖維，如聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺纖維，具有較高的電導(dǎo)率，可達(dá)到102s/cm。對(duì)這類材料的研究已經(jīng)取得一些令人鼓舞的重大進(jìn)展：如在空氣中穩(wěn)定性極好，且加工性好的,導(dǎo)電性能高達(dá)107S／cm。其加工方法是：（1）導(dǎo)電高分子材料的直接紡絲法。直接紡絲法一般采用濕法，如將聚苯胺配成濃溶液在一定的凝固浴中拉伸紡絲。這里聚苯胺的制備是苯胺在酸性介質(zhì)下，用氧化劑氧化聚合。（2）后處理法。后處理法主要是在普通纖維表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使導(dǎo)電性高分子吸附在纖維表面，使普通纖維具有導(dǎo)電性能。高分子導(dǎo)電纖維主要應(yīng)用于抗靜電工作服、無(wú)菌服、無(wú)塵服、地毯、人造草坪，靜電消除刷。并可用于電磁屏蔽、微波吸收和發(fā)熱元件等。但從實(shí)際來(lái)看，由于這類材料本身剛度大、難溶、難熔，成型、成纖較為困難（某些在高腐蝕介質(zhì)中溶解），而且摻雜劑多數(shù)為毒性大、腐蝕性強(qiáng)的物質(zhì)，且導(dǎo)電穩(wěn)定性、重復(fù)性差、成本較高，因而目前用作防靜電材料實(shí)用性有限。Etron—導(dǎo)電纖維是一種高性能、可染色的白色導(dǎo)電纖維，源于日本最新納米技術(shù)。除擁有一般導(dǎo)電纖維具有的特點(diǎn)外，最大的優(yōu)點(diǎn)就是可染色、強(qiáng)度大（可單獨(dú)使用），性價(jià)比高。應(yīng)用范圍廣，其典型工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域包括：半導(dǎo)體、石油化工、電子、醫(yī)藥，生命科學(xué)技術(shù)等行業(yè)；該導(dǎo)電絲在生活領(lǐng)域也有眾多應(yīng)用對(duì)象，如運(yùn)動(dòng)服、休閑服、高檔西裝里質(zhì)布、嬰兒用品、孕婦用品、內(nèi)衣、睡衣等。該導(dǎo)電絲對(duì)改善工業(yè)生產(chǎn)品質(zhì)、提升人們生活質(zhì)量有著很好的作用。
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