【紡織原料】導(dǎo)電纖維的應(yīng)用

奶茶色月季 2022-02-03

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用導(dǎo)電纖維制成的導(dǎo)電織物具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、屏蔽吸收電磁波等功能，被廣泛應(yīng)用于電子及電力行業(yè)的導(dǎo)電網(wǎng)、導(dǎo)電工作服；醫(yī)療行業(yè)的電熱服、電熱面、電熱繃帶；航空、航天、精密電子行業(yè)的電磁屏蔽罩等。導(dǎo)電纖維可用于抗靜電紡織品、防電磁輻射紡織品、智能紡織品和軍工紡織品等領(lǐng)域。

1抗靜電紡織品

導(dǎo)電纖維是以電子導(dǎo)電為機(jī)理的功能纖維，通過電子傳導(dǎo)和電暈放電來消除靜電。由于纖維內(nèi)部含有自由電子，其抗靜電特性無濕度依賴性；導(dǎo)電纖維的電荷半衰期短，在任何情況下，都能在極短的時間內(nèi)消除靜電，利用導(dǎo)電纖維來防止靜電的產(chǎn)生和危害具有廣泛的環(huán)境適應(yīng)性。

根據(jù)導(dǎo)電纖維電導(dǎo)率大小及織物的組織結(jié)構(gòu)，在一般纖維中混入0.05%～5%的導(dǎo)電纖維即可達(dá)到抗靜電效果。用導(dǎo)電纖維制成的具有抗靜電效果的工作服，適用于油田、石油加工、煤礦、電子工業(yè)、感光材料工業(yè)以及其他易燃易爆的場合，也適合于作為無塵無菌服或特種過濾材料等。

2 防電磁輻射紡織品

電磁屏蔽是采用低電阻率的導(dǎo)電材料對電磁流具有的反射和引導(dǎo)作用，在導(dǎo)體材料內(nèi)部產(chǎn)生與原磁場相反的電流和磁極化，從而減弱原電磁場的輻射效果。用作防電磁輻射的導(dǎo)電纖維要求其電阻率很低。近年來，由于電子電器設(shè)備和通信設(shè)備的廣泛應(yīng)用，電磁輻射的干擾使設(shè)備產(chǎn)生的誤操作、圖像聲音障礙以及對人體的危害等，引起人們對開發(fā)電磁屏蔽材料的關(guān)注。低電阻率的導(dǎo)電纖維的開發(fā)和市場的緊俏，也正是由此引發(fā)。

利用導(dǎo)電纖維的電磁波屏蔽性，可將其用于制作精密電子元件、高頻焊接機(jī)等電磁波屏蔽罩，制作有特殊要求的房屋的墻壁、天花板及吸收無線電波的貼墻布等。日本應(yīng)用表面敷銅的導(dǎo)電纖維混紡或制成非織造布，現(xiàn)已大量用于電磁波屏蔽和吸收材料，如作輪船的電磁波吸收罩等。

3 傳感器紡織品

柔韌的導(dǎo)電纖維應(yīng)用電子傳感器的原理制成的傳感器紡織品，具有輕便易攜帶等優(yōu)點(diǎn)，在各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。日本太陽工業(yè)公司用碳纖維開發(fā)了檢測最大應(yīng)變的傳感器，可用于建筑物、道路、工廠、飛機(jī)、索道等結(jié)構(gòu)的安全診斷。

4 軍工紡織品

未來的戰(zhàn)爭將是高技術(shù)條件下的信息化戰(zhàn)爭。在這樣的戰(zhàn)爭中，作戰(zhàn)節(jié)奏快，攻防轉(zhuǎn)換頻率快，戰(zhàn)爭態(tài)勢瞬息萬變，傳統(tǒng)的士兵作戰(zhàn)裝備顯得嚴(yán)重落后。要提高現(xiàn)代戰(zhàn)場中士兵的綜合作戰(zhàn)能力，就必須提高士兵獲取、處理、傳遞信息的能力，使士兵對戰(zhàn)場態(tài)勢的了解達(dá)到較高的水平，采用導(dǎo)電纖維制成的信息化服裝恰好滿足了這一要求。

大部分導(dǎo)電纖維對電、熱敏感，導(dǎo)電纖維織制成的織物能防止熱成像設(shè)備的偵察，由此可制成單兵熱成像防護(hù)服。導(dǎo)電纖維與樹脂、橡膠等低介電基體復(fù)合，可制成電磁波吸收材料，該材料能夠吸收雷達(dá)波，躲避雷達(dá)的跟蹤，實(shí)現(xiàn)武器裝備隱身的目的。美國研制的變色軍服，就是在織物中加入了導(dǎo)電纖維構(gòu)成的導(dǎo)通電路，通過控制溫度使軍服中的熱變色油墨發(fā)生變化，從而使軍服的顏色根據(jù)外界的環(huán)境色作出相應(yīng)的變化，成為一種環(huán)境反應(yīng)性偽裝。

5 其他應(yīng)用

通過選擇功能性導(dǎo)電添加劑，還可以制備出除導(dǎo)電功能以外具有其他功能的纖維材料，如抗菌、遠(yuǎn)紅外等。日本三菱公司運(yùn)用復(fù)合紡絲技術(shù)，通過在芯部混人高濃度的白色導(dǎo)電陶瓷微粒，使纖維具有導(dǎo)電性能。同時，由于所加陶瓷微粒具有光熱轉(zhuǎn)變特性，將此纖維以10%的量與常規(guī)纖維混紡后，在光源照射下，可使織物溫度上升到28℃。這種纖維不僅使穿著者感到溫暖，而且水洗后，其日曬晾干時間為常規(guī)纖維的2/3，速干性是這種纖維的附加特性。由于這種纖維的導(dǎo)電性微粒在纖維的芯部，通常的加工、洗滌、染色等都不會影響纖維的導(dǎo)電持久性。

6 發(fā)展前景

使用導(dǎo)電纖維是紡織材料抗靜電技術(shù)發(fā)展的基本方向。從國內(nèi)外的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來看，被覆型和復(fù)合型有機(jī)導(dǎo)電纖維最適合于制備永久性的抗靜電紡織品。從紡織產(chǎn)品抗靜電功能的需求特征來看，導(dǎo)電纖維應(yīng)著重發(fā)展兩大類品種：第一類，適應(yīng)民用紡織品各種染色性能需要的金屬化合物復(fù)合白色高電導(dǎo)有機(jī)導(dǎo)電纖維；第二類，適應(yīng)特殊功能紡織品（如無塵無菌防爆工作服、電磁屏蔽織物等）需要的炭黑涂敷或炭黑復(fù)合高電導(dǎo)有機(jī)導(dǎo)電纖維。

導(dǎo)電纖維作為一類重要的智能材料，已引起了國內(nèi)外材料界的廣泛關(guān)注，其研究和開發(fā)正方興未艾，并在服裝、傳感器及產(chǎn)業(yè)用紡織品等方面具有良好的應(yīng)用前景?？梢韵嘈?，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，智能材料將不斷發(fā)展。導(dǎo)電纖維作為制造智能紡織品的主要品種之一，必將在材料領(lǐng)域取得越來越重要的地位。

雖然導(dǎo)電纖維的制造成本高，但在織物中它的混用比例少，效果明顯，在民用與產(chǎn)業(yè)用上都有極為廣闊的發(fā)展前景。在當(dāng)前我國差別化纖維的研究開發(fā)中，導(dǎo)電纖維理應(yīng)占據(jù)重要的一席，應(yīng)對其發(fā)展給予關(guān)注。

可以在以下一些方面予以研究：

（1）如何在提高導(dǎo)電纖維導(dǎo)電性能的前提下，加強(qiáng)對導(dǎo)電填料的改性研究，以降低導(dǎo)電填料的用量，增加分散性與取向性，減小比重。

（2）在加大導(dǎo)電填料用量提高導(dǎo)電功能的同時，增強(qiáng)纖維的力學(xué)性能和其他性能。

（3）降低導(dǎo)電纖維的制備與加工成本。

（4）改善導(dǎo)電纖維的成型工藝和產(chǎn)品外觀。

（5）提高綜合使用性能，確保該導(dǎo)電纖維的加工性滿足綠色化學(xué)的要求，符合國家的科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略，使其技術(shù)實(shí)用化，從而能夠大規(guī)模應(yīng)用。

編輯：紡織大學(xué)堂

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來自：奶茶色月季 > 《纖維》

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