專利名稱:耐久性導(dǎo)電纖維的制造方法
本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域：
為高分子加工。
給予纖維制品抗靜電的有效手段之一是在易產(chǎn)生靜電的纖維中混入少量的導(dǎo)電纖維，利用導(dǎo)電纖維的電暈放電的作用消除積聚在纖維制品中的靜電，這在抗靜電工作服、抗靜電地毯、屏蔽材料等領(lǐng)域中已廣泛應(yīng)用。以前，導(dǎo)電纖維的制造方法主要是在纖維表面涂層和在纖維表面滲炭的方法，或在聚合物中混入金屬、炭黑的方法來制造導(dǎo)電纖維。但這些方法都有缺點(diǎn)，表面涂層和表面滲炭在加工和使用中導(dǎo)電微粒易從纖維上剝落，導(dǎo)電性變差;在聚合物中混入金屬或炭黑粉未來制造導(dǎo)電纖維的方法，對共混的導(dǎo)電粒子要求很嚴(yán)格，且共混的比例要恰當(dāng)，太少不能達(dá)到導(dǎo)電要求，太多則影響紡絲成形及纖維物理機(jī)械性能。這些導(dǎo)電纖維的制造方法成本高，效率低有待進(jìn)一步改進(jìn)。而采用化學(xué)反應(yīng)浸漬處理法制造導(dǎo)電纖維近年雖有少量專利報(bào)導(dǎo)。(1，2)但都是采用的成品纖維間歇式浸漬處理的方法，即把成品纖維放在染色機(jī)中，用煮染的方法對纖維進(jìn)行銅化物和硫化物兩浴處理而制成導(dǎo)電纖維。但此法要消耗大量的試劑，反應(yīng)時(shí)間長，不利于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的是給予聚丙烯睛或丙烯睛系纖維的導(dǎo)電性。在制造聚丙烯睛或丙烯睛系纖維的原有生產(chǎn)線上，只須增加一臺帶有超聲振動(dòng)裝置的導(dǎo)電反應(yīng)浴，利用本發(fā)明的方法和工藝條件即可制造出另人滿意的耐久性導(dǎo)電纖維。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)成如下本發(fā)明采用聚丙烯睛初級溶脹纖維，利用其致密化前，纖維結(jié)構(gòu)疏松并存在大量微孔、比表面積大的特點(diǎn)，使?jié)窠z束纖維通過一含有銅離子和硫離子的導(dǎo)電反應(yīng)浴中，使纖維內(nèi)部嵌入硫化銅，至少是沉積在纖維表面，得到了極為優(yōu)良的導(dǎo)電纖維。
聚丙烯睛纖維中氰基(一C三N)對一價(jià)銅離子具有較強(qiáng)的親和力，而吸附了銅離子的聚丙烯睛纖維又極易和硫離子反應(yīng)。使硫化銅析出，纖維具有導(dǎo)電性。但一價(jià)銅鹽化合物一般都不溶于水或微溶于水，生產(chǎn)中不易選用，故采用二價(jià)銅鹽化合物，加入還原劑，使二價(jià)銅離子還原成一價(jià)銅離子，吸附了一價(jià)銅離子的纖維立即與能釋放出硫離子的硫化物反應(yīng)，使一價(jià)銅離子轉(zhuǎn)變成硫化銅，并使其在纖維內(nèi)部分散吸附沉積此反應(yīng)均在同一導(dǎo)電浴中完成。該導(dǎo)電浴溫度控制在60℃～110℃，比60℃低需要反應(yīng)時(shí)間長，比110℃高會使纖維強(qiáng)度下降。為了排除凝固浴中溶劑對導(dǎo)電反應(yīng)浴的影響，可在連續(xù)生產(chǎn)線上絲束水洗后、干燥前進(jìn)行，纖維再經(jīng)過上油，干燥致密化等步驟，即能得到導(dǎo)電性優(yōu)良的纖維。由于生產(chǎn)的連續(xù)性就要求纖維在導(dǎo)電反應(yīng)浴中反應(yīng)時(shí)間就要充分短，故本發(fā)明在導(dǎo)電反應(yīng)浴中引入了超聲振動(dòng)裝置，使反應(yīng)液中產(chǎn)生“空化作用”由空化作用產(chǎn)生強(qiáng)大機(jī)械力，使液體分子時(shí)而受拉，時(shí)而受壓，形成空化泡，隨著超聲振動(dòng)空化泡不斷合并生長，到一定程度，由于空化泡的內(nèi)外壓力差十分懸殊，在液體分子受壓的瞬間，突然閉合，產(chǎn)生微激波。紡后凝膠態(tài)濕絲束受到這個(gè)波沖擊時(shí)，導(dǎo)電介質(zhì)能迅速地向纖維內(nèi)部滲透，使硫化銅更易分散于纖維內(nèi)部。超聲振動(dòng)裝置見圖1。由紡絲、凝固、拉伸、水洗后的濕絲束纖維1通過輥筒2，浸漬在導(dǎo)電浴槽3中。此導(dǎo)電浴槽3中是由補(bǔ)充浴槽8、溢流口7、換能振子6及電熱棒9組成。經(jīng)反應(yīng)后的纖維5通過導(dǎo)絲輥4，再經(jīng)水洗、烘干致密化，即得成品。
圖2顯示的是本發(fā)明的導(dǎo)電纖維橫截面電鏡照片;圖3顯示的是本發(fā)明的導(dǎo)電纖維縱向電鏡照片。
效果紡后凝膠態(tài)濕絲束一浴浸漬連續(xù)反應(yīng)法制造的導(dǎo)電纖維，不僅反應(yīng)時(shí)間短，而且生產(chǎn)成本低。反應(yīng)時(shí)間僅為二浴煮染間歇法的1/6，成本僅為二浴煮染法的1/5，且導(dǎo)電的耐久性比間歇法要優(yōu)良。見下表
表中采用的測試方法如下皂洗在500毫升燒杯中，放入5克纖維、3克中性皂片，加入200毫升水，溫度60℃，用玻璃棒攪動(dòng)10分鐘為1次。
干洗把纖維在室溫下浸漬在三氯乙烯中，不用攪拌，20分鐘為1次。
空白染色試驗(yàn)把纖維置于由醋酸(98%)2.5%、醋酸鈉1.0%，無水硫酸鈉8.0%，勻染劑TAN1.5%組成的液體中，浴比1∶30，升溫100℃，沸染60分鐘，冷卻到60℃，漂洗四次，每次5分鐘，然后自然干燥。
比電阻把沒有張力的纖維束放在相對濕度30±5%，溫度30±2℃的條件中放置24小時(shí)后，置于間距為10cm的金屬夾子上，測夾子之間纖維束的電阻RS，按下式RS求得纖維比電阻。
＝ (RS×分特)/(8.1×106×比重) (Ω·cm)這樣，本發(fā)明的導(dǎo)電纖維具有比電阻約為1×105Ω·cm以上，理想的為1×103Ω·cm以下的導(dǎo)電纖維，其強(qiáng)度為1.5CN/dteX以上，斷裂伸長約13%～40%，故可和通常的纖維同樣地機(jī)織或混紡，在纖維制品中要混用或交織1～1%～5%左右，就能在不失去原有纖維制品的特征下，賦于纖維制品的抗靜電性能。
具體實(shí)施例子將PAN共聚物按一定比例與溶劑加入溶解釜中，于55℃溫度下溶解攪拌3小時(shí)，在室溫下脫泡24小時(shí)后，在25℃、40%DMF的水溶液中紡絲，拉伸5倍后水洗，然后浸漬在含有硫酸銅100份，硫代硫酸鈉100份，硫酸氫鈉50份，壬基苯酚類型的活性劑5份組成的導(dǎo)電水溶液反應(yīng)浴中，導(dǎo)電反應(yīng)浴的濃度為6%，溫度100℃，反應(yīng)時(shí)間為14秒，然后水洗，干燥致密化，得到草灰色的斷裂強(qiáng)度2.67CN/dteX，斷裂伸長13.73%，比電阻為6.2×102Ω·cm的導(dǎo)電纖維，完全滿足紡織后加工的要求。
參考文獻(xiàn)1.JK55-518732.JK66-12831權(quán)利要求
1.一種耐久性導(dǎo)電纖維的制造方法，即紡后凝膠態(tài)濕絲束-浴浸漬連續(xù)反應(yīng)法，其特征在于采用聚丙烯睛初級溶脹纖維，利用其結(jié)構(gòu)疏松的特點(diǎn)，在含有銅離子、硫離子的導(dǎo)電介質(zhì)反應(yīng)浴中一浴浸漬處理使硫化銅嵌入聚丙烯睛纖維內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的導(dǎo)電纖維的制造方法，其特征在于導(dǎo)電反應(yīng)浴中引入了超聲振動(dòng)裝置，使反應(yīng)時(shí)間控制在7秒～35秒內(nèi)，溫度60℃～110℃范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1，2的導(dǎo)電纖維制造方法，其特征在于嵌入纖維內(nèi)部或至少是纖維外表面的硫化銅含量在4%～20%間，在直流電壓100伏的條件下，其導(dǎo)電纖維的比電阻小于1×105Ω·cm
專利摘要
本發(fā)明為一種耐久性導(dǎo)電纖維的制造方法，其內(nèi)容為在制造聚丙烯腈纖維的工藝基礎(chǔ)上，增加一臺帶有超聲振動(dòng)的導(dǎo)電介質(zhì)反應(yīng)浴，利用聚丙烯腈初級溶脹纖維結(jié)構(gòu)疏松并存在大量微孔、比表面積大的特點(diǎn)，在纖維致密化前，浸漬在含有銅離子和硫離子的反應(yīng)浴中。使硫化銅嵌入纖維內(nèi)部，至少是沉積在纖維表面層上，纖維中硫化銅的含量在4％～20％間，在直流電壓100伏的條件下，導(dǎo)電纖維比電阻小于1×10
文檔編號D01F1/02GK87104346SQ87104346
公開日1988年2月24日 申請日期1987年6月18日
發(fā)明者侯慶華, 王琴云, 潘宇明, 周建平, 顧映影 申請人:江蘇省紡織研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan