本篇文章炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)小編要給大家介紹的內(nèi)容是炭黑在化纖中的應(yīng)用，相信化纖在大家生活中并不陌生，化纖的全名是化學(xué)纖維，指的是用天然的或人工合成的高分子物質(zhì)為原料制成的纖維。根據(jù)原料來(lái)源的不同，可分為以天然高分子物質(zhì)為原料的人造纖維和以合成高分子物質(zhì)為原料的合成纖維。而炭黑在化纖中的應(yīng)用主要作為抗靜電、導(dǎo)電劑和染料。
一、炭黑在抗靜電纖維中的應(yīng)用
抗靜電纖維是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下電阻率小于1010Ω·com的纖維或靜電荷逸散半衰期小于60s的纖維，在紡織加工和其制品的使用過(guò)程中能夠降低靜電電位消失的纖維，有暫時(shí)性和永久性的兩種抗靜電纖維。靜電產(chǎn)生的原因是因?yàn)榇蠓肿右怨矁r(jià)鍵結(jié)合，不能電離，也不能傳遞電子，再加上大份子基團(tuán)極性小、疏水性大、電荷不易逸散，電阻率高達(dá)1012-1013Ω·com，所以合成纖維易產(chǎn)生靜電?？轨o電纖維具有體積電阻率小，靜電易于消除，加工和安全性能良好等優(yōu)點(diǎn)，而其物理、化學(xué)性能基本上不受影響。主要品種有黏膠、滌綸、錦綸和腈綸等抗靜電纖維。
抗靜電纖維主要用于對(duì)抗靜電要求較高的部門(mén)和行業(yè)，例如制造防塵服，無(wú)菌，無(wú)靜電工作服，防爆除塵用品，過(guò)濾氈，濾塵袋，防電磁波輻射材料，地毯，礦山運(yùn)輸帶，汽車(chē)內(nèi)裝飾用品等。抗靜電纖維的制造方法以后多種，其中，抗靜電長(zhǎng)期有效且經(jīng)濟(jì)的方法是利用熔融紡絲法將炭黑加入到化學(xué)纖維中制備成抗靜電纖維，制造方法如下：
(1)共混法
在聚合或紡絲時(shí)，將聚合物或其切片與炭黑粉末體混合紡絲，可以制得抗靜電纖維。為了提高炭黑的分散性能，一般利用偶聯(lián)劑對(duì)炭黑進(jìn)行表面處理。常用的偶聯(lián)劑有硅氧烷類(lèi)、氨基硅氧烷類(lèi)、乙二醇。
此法制備的抗靜電纖維，抗靜電效果相對(duì)耐久，這是因?yàn)樘亢诹Ｗ釉诶w維截面中以較高的密度存在。沿纖維軸向排列，在纖維內(nèi)部形成運(yùn)送或者傳導(dǎo)電荷的低電阻通路，纖維內(nèi)部和外層表面都可以使電荷迅速逸散，抗靜電效果顯著提高。
(2)添加炭黑抗靜電母粒紡絲法
利用乙二醇或其他偶聯(lián)劑將炭黑進(jìn)行表面處理，將處理后的炭黑粉末與聚合物載體，如聚酯切片，一起通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，制得炭黑抗靜電母粒。再將母粒和紡絲切片混合均勻后，通過(guò)熔融紡絲就可制得抗靜電纖維。采用此法，可以保證炭黑具有較好的分散性能及較好的導(dǎo)電性能。
(3)復(fù)合紡絲法
這是目前制作抗靜電纖維常用的方法，如制成海島型或芯鞘型復(fù)合纖維，其中島相或芯部為含抗靜電劑的聚合物組分，而作為海相或鞘部的基本聚合物對(duì)抗靜電組分有保護(hù)作用，以保持長(zhǎng)期的抗靜電性能，同時(shí)不影響纖維原有的風(fēng)格和力學(xué)性能。
二、炭黑在導(dǎo)電纖維中的應(yīng)用
導(dǎo)電纖維是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下電阻率小于107 Ω·cm的纖維，高比電阻導(dǎo)電纖維可用于防靜電服、手套、地毯、窗簾、交通工具內(nèi)裝飾、計(jì)算機(jī)房工作室、醫(yī)院等要求屏蔽靜電的場(chǎng)所;中等比電阻導(dǎo)電纖維主要用于石油、石化、煤炭、塑膠、橡膠等行業(yè);低比電阻導(dǎo)電纖維主要用于廣播、電視臺(tái)、電子儀器、精密設(shè)備等防止電磁波干擾的領(lǐng)域。
導(dǎo)電纖維常常通過(guò)將無(wú)導(dǎo)電性能的有機(jī)纖維和導(dǎo)電組分復(fù)合而成。這種方法利用了聚合物的易成型性和柔軟性，因而，不僅可以通過(guò)不同的復(fù)合方法和復(fù)合的程度來(lái)調(diào)節(jié)纖維的導(dǎo)電程度，而且還可以通過(guò)聚合物內(nèi)的分子取向程度來(lái)調(diào)節(jié)其導(dǎo)電的各項(xiàng)異性。
(一)炭黑導(dǎo)電纖維IDE基本制備方法
1、表面涂覆法
將炭黑粉末加黏合劑涂覆于纖維表面后固化即可制得導(dǎo)電纖維。這種方法制得的纖維導(dǎo)電性能好，但染色性和耐久性較差，產(chǎn)量低且成本高。
2.復(fù)合紡絲法
采用混煉或混合的方法，將炭黑均勻地分散于基體聚合物中， 形成導(dǎo)電組分，然后再與非導(dǎo)電組分(主體聚合物)復(fù)合紡絲來(lái)制得復(fù)合導(dǎo)電纖維。導(dǎo)電組分的基體聚合物有聚酰肢、聚酯、聚乙烯、聚乙二醇等。非導(dǎo)電組分可以是同一種聚合物，也可以選擇兩種或兩種以上的聚合物。
(二)典型導(dǎo)電纖維工藝
以炭黑類(lèi)(乙炔黑、槽法炭黑、爐黑、熱裂解炭黑、軟質(zhì)炭黑等)作為導(dǎo)電成分的炭黑復(fù)合導(dǎo)電纖維，在工業(yè)化的導(dǎo)電纖維中，是發(fā)展較快、產(chǎn)量最大的品種。它所使用的炭黑要求電阻率小，旦能很好地分散在基體聚合物 (聚酰胺、聚乙烯、聚氧乙烯、脂肪酸聚酯等)中。導(dǎo)電組分中炭黑的含量視基體聚合物及炭黑種類(lèi)而定，炭黑含量一般在 3%～40%之間時(shí)，可保證紡絲順利進(jìn)行，纖維力學(xué)性能也不會(huì)大幅下降。非導(dǎo)電組分可采用聚對(duì)苯二甲酸乙二
醇酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈等成纖聚合物。由于炭黑的加入，導(dǎo)電纖維外觀(guān)呈黑色，為了減少黑色外觀(guān)對(duì)應(yīng)用范圍的限制，可設(shè)計(jì)制造不同復(fù)合形態(tài)和截面形狀的炭黑復(fù)合導(dǎo)電纖維。
三、炭黑在纖維著色中的應(yīng)用
炭黑作為染料在纖維中的應(yīng)用，可以在纖維加工過(guò)程中直接加入炭黑，進(jìn)行染色。但目前，應(yīng)用較為廣泛的染色方法是色母粒著色。它是化學(xué)纖維原液著色中的一種。將染料制成色母粒后，用無(wú)色樹(shù)脂按一定比例與之混合，紡織成有色纖維。由于使用色母粒產(chǎn)品，無(wú)粉塵飛揚(yáng)，且能改善作業(yè)環(huán)境，而且與其他方法想比，具有色牢度好、色調(diào)均勻、色澤鮮艷、色譜齊全、加工成本低后染均勻等優(yōu)點(diǎn)，因此，近年來(lái)，炭黑色母粒在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)發(fā)展非常迅速。
在多種多樣、色彩繽紛的色母粒中，黑色母粒尤為人們所青睞，色母粒炭黑廣泛用于合成纖維和塑料的著色。在黑色母粒中，通常加有高濃度的炭黑著色劑，這種黑色母粒再與素粒配合，能紡出理想的黑色或灰色長(zhǎng)絲。纖維的染色通常要在250-300℃的溫度下進(jìn)行，由于有機(jī)染料在此溫度下不穩(wěn)定，因而使用炭黑是最為合適的，對(duì)某些需要有高度耐曬、色牢度和熱牢度及耐紫外線(xiàn)穩(wěn)定性的的產(chǎn)品，目前主要采用將色母?；煸谇衅屑徑z或在螺桿擠出機(jī)喂料前注入染料的方法。與其他染料相比炭黑具有良好的的耐熱性，纖維截面上的顏料粒子分布良好，染色均勻。
色母粒著色因其具有更佳的經(jīng)濟(jì)效益和靈活性，而被廣泛采用。色母粒著色聚酯、聚丙烯纖維黑色絲也因此得到了較大的發(fā)展。炭黑在聚酯熔體色母粒著色中占據(jù)重要位置，在熔體著色聚酯長(zhǎng)纖、短纖中，黑色有70%，此外，炭黑在聚酰胺纖維的著色中也有大量的應(yīng)用。
炭黑除了在纖維常規(guī)染色中的應(yīng)用外，在開(kāi)發(fā)差別化纖維和回收料的處理方面都有重要的應(yīng)用。
以上就是炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)小編為大家整理的全部?jī)?nèi)容了，你是否對(duì)炭黑在化纖中的應(yīng)用的了解又多了一些呢?如有問(wèn)題可以隨時(shí)在評(píng)論區(qū)討論。
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