Filamento conduttivo

Il filamento antistatico è un materiale tessile con proprietà antistatiche, solitamente utilizzato in tessuti elettronici, abbigliamento intelligente e prodotti che richiedono schermatura elettromagnetica o controllo statico. Si ottiene mescolando o rivestendo fibre conduttive con altre fibre convenzionali (come cotone, poliestere, ecc.) per rendere il filato conduttivo.

Classificazione:

(1) La fibra conduttiva composta da composti metallici, con una resistività di 102~104Ω·cm, è prodotta principalmente mediante filatura composita che miscela localmente un'elevata concentrazione di particelle conduttive nella fibra. Le particelle conduttive nere utilizzano nerofumo, mentre quelle bianche utilizzano ossidi metallici come l'ossido di antimonio contenente una piccola quantità di ossido di stagno rivestito con biossido di titanio. La fibra è relativamente leggera, flessibile, lavabile e facile da lavorare. Può anche essere lavorata fissando chimicamente composti di rame o galvanizzando i metalli.

(2) Fibra conduttiva metallica. Questo tipo di fibra viene prodotto sfruttando le proprietà conduttive dei metalli. I metodi principali includono la trafilatura diretta, che consiste nel trafilare ripetutamente il filo metallico attraverso una filiera per ottenere fibre con un diametro compreso tra 4 e 16 μm.

(3) Fibre conduttive di carbonio nero

È un metodo antico e comune per realizzare fibre conduttive sfruttando le proprietà conduttive del nero di carbonio. Questo metodo può essere suddiviso nelle seguenti tre categorie:
① Metodo di drogaggio: il nero di carbonio viene miscelato con materiali che formano la fibra e poi filato. Il nero di carbonio forma una struttura a fase continua nella fibra, conferendole proprietà conduttive. Questo metodo utilizza generalmente un metodo di filatura composito skin-core, che non altera le proprietà fisiche originali della fibra e la rende conduttiva.

② Metodo di rivestimento: Il metodo di rivestimento consiste nello stendere il nero di carbonio sulla superficie delle fibre ordinarie. Il metodo di rivestimento può utilizzare un adesivo per legare il nero di carbonio alla superficie della fibra, oppure ammorbidire direttamente la superficie della fibra e legarla al nero di carbonio. Gli svantaggi di questo metodo sono che il nero di carbonio si stacca facilmente, non è piacevole al tatto e non è facile da distribuire uniformemente sulla superficie della fibra.

3. Trattamento di carbonizzazione delle fibre: alcune fibre, come le fibre di poliacrilonitrile, le fibre di cellulosa, le fibre a base di asfalto, ecc., dopo il trattamento di carbonizzazione, la catena principale della fibra è composta principalmente da atomi di carbonio, il che rende la fibra conduttiva. Il metodo più comunemente utilizzato è il trattamento di carbonizzazione a bassa temperatura delle fibre di acrilonitrile.

(4) Fibre polimeriche conduttiveI materiali polimerici sono generalmente considerati isolanti, ma il successo dello sviluppo dei materiali conduttivi in ​​poliacetilene negli anni '70 ha infranto questo concetto tradizionale. Successivamente, materiali polimerici conduttivi come polianilina, polipirrolo e politiofene sono nati uno dopo l'altro e la ricerca sulle proprietà conduttive dei materiali polimerici è diventata sempre più ampia. Esistono due metodi principali per preparare fibre conduttive utilizzando polimeri conduttivi: metodo di polimerizzazione in situ. Questo metodo consiste nel generare polimeri conduttivi mediante polimerizzazione in situ di monomeri in materiali fibrosi per formare fibre conduttive. I polimeri conduttivi comuni includono polipirrolo (PPy) e polianilina (PANI). Il vantaggio di questo metodo è che può depositare uniformemente polimeri conduttivi sulla superficie o all'interno della fibra, ma è anche necessario prestare attenzione al controllo delle condizioni di polimerizzazione per garantire le proprietà meccaniche della fibra.

Metodo di rotazione della soluzione
Questo metodo consiste nel dissolvere il polimero conduttivo in un solvente adatto e quindi preparare fibre conduttive tramite la tecnologia della filatura. I metodi di filatura in soluzione includono la filatura a umido, la filatura a secco, ecc. Una volta ottenuta la fibra, la conduttività viene migliorata mediante drogaggio o trattamento termico. Il vantaggio di questo metodo è la facilità di controllo della forma e della struttura della fibra.

Antistatico: I filati con fibre conduttive o agenti antistatici aggiunti possono guidare o disperdere efficacemente l'elettricità statica ed evitarne l'accumulo e la scarica.

Morbidezza: Rispetto ai conduttori in metallo puro, i filati di fibre conduttive mantengono la morbidezza e l'elasticità delle fibre tessili tradizionali, risultando quindi adatti per abbigliamento e prodotti in tessuto.

Resistenza all'usura: Le fibre conduttive hanno un'elevata resistenza e resistenza all'usura, soprattutto nei casi in cui è richiesta una frequente piegatura o frizione, e riescono comunque a mantenere le proprietà conduttive.

Sicurezza: Questo tipo di filato solitamente ha una buona funzione antistatica, che può evitare rischi per la sicurezza causati dall'elettricità statica, soprattutto nei settori sensibili all'elettricità statica, come l'assemblaggio di componenti elettronici.