1.3.3 復(fù)合或共混導(dǎo)電纖維
復(fù)合或共混導(dǎo)電纖維是采用碳黑、金屬氧化物、有機(jī)物等導(dǎo)電物質(zhì)與各種成纖高聚物經(jīng)紡絲法制成。此種纖維具有適當(dāng)?shù)木€密度、長度、強(qiáng)度和柔曲性,與其他普通纖維易于抱合,容易進(jìn)行混紡或交織;同時還具有良好的耐摩擦、耐氧化及耐腐蝕能力,能耐受紡織加工和使用中的物理機(jī)械作用,用以與普通纖維混紡或交織時不影響織物的手感和外觀。復(fù)合型有機(jī)導(dǎo)電纖維中導(dǎo)電組分沿纖維軸向連續(xù),易于電荷逸散,要得到良好導(dǎo)電性能的復(fù)合型導(dǎo)電纖維關(guān)鍵在于提高導(dǎo)電物質(zhì)在基體中的分散性。其復(fù)合結(jié)構(gòu)分為導(dǎo)電組分外漏、部分外漏或內(nèi)藏型三種。
導(dǎo)電組分外漏型的復(fù)合型有機(jī)導(dǎo)電纖維導(dǎo)電能力強(qiáng),但紡絲困難,且要求導(dǎo)電組分與高聚物有良好的黏合度,否則織物在使用的過程中兩組分容易分離;導(dǎo)電組分內(nèi)藏型的復(fù)合型有機(jī)導(dǎo)電纖維則具有優(yōu)良的可紡性和耐磨、耐彎折性,導(dǎo)電成分不易脫落,易于染色,但導(dǎo)電性能相對較低,使用于對導(dǎo)電要求較低的場合;而導(dǎo)電組分部分外漏型復(fù)合型有機(jī)導(dǎo)電纖維的使用性能則介于導(dǎo)電組分外漏型和導(dǎo)電纖維內(nèi)蕆型復(fù)合型有機(jī)導(dǎo)電纖維兩者之間。
2 導(dǎo)電纖維在紡織品中的應(yīng)用
導(dǎo)電纖維廣泛應(yīng)用于抗靜電紡織品、屏蔽電磁波紡織品、智能紡織品和防偵察偽裝材料等領(lǐng)域。采用導(dǎo)電纖維紡織品融合信息技術(shù)與紡織技術(shù)制成的智能紡織品等產(chǎn)品的應(yīng)用性能不斷提高。
2.1抗靜電紡織品
在工業(yè)生產(chǎn)中,靜電危害所造成的后果已不僅僅限于安全問題,靜電可造成電子元件損壞,靜電放電造成的頻譜干擾危害是導(dǎo)致電子設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)故障的直接原因之一。
采用在普通織物中加入導(dǎo)電纖維的方法賦予織物導(dǎo)電性能,從而使織物上積蓄的電荷能盡快釋放掉,可有效地防止靜電局部蓄積。自DuPont公司于上世紀(jì)50年代推出Nomex這種干燥條件下也能抗靜電的纖維后,導(dǎo)電纖維在抗靜電工作服方面起著越來越重要的作用。2002年,美國w LGore&Associates公司推出了Gore—Tex抗靜電工作服,這種工作服主要用于石化工業(yè),不同于以往將導(dǎo)電纖維織入普通織物的方法,這種抗靜電工作服采用納米導(dǎo)電碳顆粒制成的碳纖維直接壓膜制成導(dǎo)電基材,并由表層織物覆蓋導(dǎo)電基材薄膜對其進(jìn)行防護(hù)的材料,提高了抗靜電效果,也避免了導(dǎo)電碳顆粒纖維直接織制后由于摩擦洗滌等原因而脫落,Gore.Tex抗靜電工作服獲得了該年度的DuPont Plunkett獎|。
2.2電磁波屏蔽紡織品
通過特定的工藝在普通纖維中按一定比例紡人導(dǎo)電纖維織成的織物,當(dāng)有電磁波輻射到織物表面時,織物中均勻分布的導(dǎo)電纖維作為導(dǎo)電介質(zhì)能將電磁波轉(zhuǎn)化或傳遞出去,從而實現(xiàn)屏蔽。利用導(dǎo)電纖維對電磁波的屏蔽性,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、天花板等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。
2.3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。Textronies公司于2005年研發(fā)的智能運(yùn)動服裝將傳感器織人服裝面料,通過傳感器監(jiān)測穿著者的心率等健康狀態(tài)并將信息傳送到位于服裝上的轉(zhuǎn)換器中達(dá)到實時監(jiān)測的目的。2008年8月該公司又研發(fā)了新一代的升級版智能配套元件Textro—nics Developer’S Kit。這一配套元件采用彈性導(dǎo)電織物做電極的傳感器,能夠通過更為舒適的方式進(jìn)行系統(tǒng)的健康監(jiān)測。智能傳感服裝將紡織品的舒適性與傳感器技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合。
2.4 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)換頻繁,戰(zhàn)場態(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切合了這一要求。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)成導(dǎo)通電路,通過控制溫度使軍服中熱變色油墨發(fā)生變化,從而使軍服顏色根據(jù)外界環(huán)境色作出相應(yīng)的變化,成為一種環(huán)境反應(yīng)性偽裝色。
導(dǎo)電纖維綜合性能優(yōu)良,分為導(dǎo)電組分外漏、部分外漏或內(nèi)藏型三種,其導(dǎo)電能力依次遞減,可紡性能依次遞增,可根據(jù)實際需求進(jìn)行選擇。
4 結(jié)語
隨著導(dǎo)電纖維紡絲和紡織工藝的不斷完善及其與其他相關(guān)學(xué)科技術(shù)更為緊密的結(jié)合,導(dǎo)電纖維的應(yīng)用將得到更加廣泛的延伸,由導(dǎo)電纖維制成的智能紡織品的研究也會逐漸由“消極式”向“積極式”方向轉(zhuǎn)變,由被動地接受信號到主動地感知信號并做出相應(yīng)的調(diào)整。相信隨著科技的進(jìn)步,導(dǎo)電纖維一定能夠扮演更加重要的角色。
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