高广艳 安树林
(天津工业大学材料科学与化学工程学院，天津 300160)
[摘 要] 本文论述了有机导电纤维的结构、性能、现状及发展。
[关键词] 有机导电纤维；复合纤维；共混改性纤维
众所周知，合成纤维具有天然纤维所没有的高强度、耐磨等优点，被广泛应用于各个领域。但由于合成纤维属于电介质范畴，其电阻很大，导电率很小，因此很容易积聚静电。这些积聚的静电不仅使纺织品的加工难以顺利进行，而且给人们的生活带来诸多不便。为此对导电纤维的研究已成为人们关注的热点。 导电纤维通常是指在标准状态下(20℃, 65%相对湿度)比电阻在102～1088.c m的纤维。比电阻在109～10128.c m的纤维一般作为抗静电性能。这些纤维基本上属于电子导电为机理的功能纤维，可以通过电子传导和电晕放电而消除静电。在近年开发研究的导电纤维中，有机导电纤维因其具有优良的物理—机械性能、纺织加工性能，且染性优良，导电性不受环境温湿度影响等优点，最受人们的青睐。
1 有机导电纤维的制法分类
有机导电纤维的制造方法主要有三种类型，即导电物质涂层型、导电高分子直接纺丝型和导电物质与高聚物共混或复合纺丝型”[1]，其中以复合型导电纤维的综合性能指标最好。 1.1 导电物质涂层型纤维
镀金属、碳等导电物质的涂层型有机导电纤维的导电物质暴漏在纤维的外层，因此导电效果好。但是这类纤维具有耐磨和耐洗涤性差，且不耐弯折，使用一段时间后导电粒子容易脱落等缺陷，影响了纤维的使用性能。
mide-0081.2 导电高聚物纤维
用聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电高聚物可以直接纺丝制成有机导电纤维。但由于这些高分子主链中的共轭结构使分子链僵直，难于溶解和熔融，纺丝成形和后加工都比较困难。另外，其中有些高分子中的氧原子容易与水发生反应、有些高分子单体毒性较大。这些大大增加了合成工艺和成形加工的生产成本。但目前利用参杂、吸附或湿法纺丝等方法已使其中的一些导电高分子取得了成功。
体育看台1.3 共混或复合纺丝型纤维
采用碳黑、金属氧化物等导电物质与普通高聚物进行共混纺丝或复合纺丝，可以制成性能优异的有机导电纤维。
2 复合型导电纤维
保护层垫块
复合型导电纤维是导电纤维中的佼佼者，应用最为广泛。它是将含有导电粒子的聚合物作为一种成分，将不含有导电粒子的同种聚合物或另一种聚合物为第二成分，采用复合纺丝而成。纤维中导电粒子沿纤维轴向均匀分布，使电荷易于散逸[2]，因此导电性优
良。含碳的复合型导电纤维的体积比电阻一般为102～1048.c m ，含金属氧化物的复合型导电纤维的体积比电阻一般为104～1088.c m
[3]
。复合型导电纤维具有适当的细度、长度、强度和柔曲性，与其他普通纤维易于抱合，容易进行混纺或交织。另外，还具有良好的耐摩擦、耐屈曲、耐氧化及耐腐蚀能力，能耐受纺织加工和使用中的物理机械作用，不影响织物的手感和外观，具有优良且持久的导电性。因此这种纤维广泛地适用于工业生产和服装、服饰上。
根据复合纺丝时两组分复合方式的不同，其截面形态可有以下几种：导电组分与基体聚合物同心圆型、导电组分部分外漏型、导电组分内藏异型、多芯型、海岛型等，见表1。为了提高纤维的导电率和导电纤维的手感，还可以设计出各种不同截面形状的导电纤维，如三角型、豌豆型等。由于导电组分的分布不同，所以复合型有机导电纤维的导电能
力也是不同的。一般情况下，导电组分外漏或部分外漏型的复合型导电纤维导电能力高，起始放电电压较低；而导电组分内藏型或海岛型，因其导电组分在纤维内部，不直接与外界接触，而外层又是绝缘的聚合物，所以其导电能力有所下降，起始放电电压也高些[4]。在纺制过程中，导电组分外漏型的复合型有机导电纤维纺丝困难，且要求导电组分与高聚物有良好的粘和度，否则织物在使用过程中两组分容易分离[5]，而导电组分在纤维内部的内藏型或海岛型复合导电纤维则具有优良的可纺性和耐磨、耐弯折性，导电成分不易脱落，且易于染，但其导电性能相对较低，所以适合用于对导电要求较低的场合。导电成分部分外漏型的使用性能界于两者之间。因此我们在使用时既要考虑到其导电性又要考虑到其服用性。表2列出了几种国外已工业化生产的复合型导电纤维的性能和导电物质的分布形式。
表1
两组分在截面上有不同分布的几种复合型导电纤维
表2
几种国外有机导电纤维的截面形态及性能
3 有机导电纤维的现状及展望
3.1 有机导电纤维的现状
有机导电纤维产生于20世纪60年代末。最早问世的是由日本帝人公司首先开发并工业化生产的表面涂
有碳黑的有机导电纤维。而后在1974年，美国杜邦公司采用复合纺丝技术制成含有碳黑导电芯的复合导电纤维[6]，使导电纤维在使用性能上迈出了历史性的一步。目前，复合型有机导电纤维已规模化生产，尤其以聚酯为基体的导电纤维的纺丝技术已基本成熟[7][8]，对有机导电纤维的研究主要是低电阻率和功能化的有机导电纤维。2002年日本U n itika公司开发的新型聚酯高导电纤维M eganaE5[9]，是一种含碳双组分长丝。其电阻率为8×1058.c m，导电率比常规导电纤维高2个数量级。该纤维于2003年1月已投放市场。该纤维截面有呈三叶状排列的碳粒子。这样，即使在低于1%的共混率下也能获得抗静电性能。日本Tokkyo公司通过在大分子链上接枝共聚的方法研制成具有防臭功能的有机导电纤维[10]。法国R—Stat公司也开发出一种多功能的有机导电纤维[11]，它是由尼龙或聚酯为基体，用硫化铜做涂层，该纤维的导电率可达102～1058.c m，而且铜还能抑制细菌生长，具有抗菌作用。此外，由于特殊的电学和光学性能的要求，近几年对导电高聚物特别是对聚苯胺的研究成为热门课题。利用聚苯胺丌电子的线形或平面形构型，将其吸附到纤维上或采用湿法纺丝与成纤高聚物混纺，吸附了聚苯胺的纤维对电磁波的屏蔽可达101GH z[12]；用聚苯胺和聚酰胺混纺成的有机导电纤维也具有较高的电磁屏蔽频率。
国内有机导电纤维的研究虽然落后于国外，但进步很快。江苏省纺织研究所研究的电晕放电型可染性导电纤维已获得成功，它是采用导电碳黑及金属氧化物制成导电母粒为芯组份，添加成孔剂及光屏剂的聚酯为皮组份，经过复合纺丝制成可染性导电纤维。中国纺织科学研究院研制成了以碳黑为导电成
分以涤纶为基体的有机导电纤维，其电阻可达10[7]8.c m，目前国内已小规模生产。还有很多科研院所正在研究开发有自己知识产权的各种有机导电纤维。
开关柜无线测温装置3.2 有机导电纤维的展望
国内外有机导电纤维的发展方向主要在以下几个方面：提高纤维的细化(纳米级导电纤维)、异型化及多孔化，以增强纤维的电晕放电强度；提高以金属化合物为导电成分的有机导电纤维的导电性和可染性，使其广泛应用于民用纺织品[13]；为满足特殊的导电需求(如无尘防爆工作服、电磁屏蔽织物等)需研制成具有高导电率的碳黑有机导电纤维：研制具有多种用途的功能化有机导电纤维，即在导电的同时还要具有远红外、阻燃、负氧离子等功能；加强对导电高聚物进行研究，以提高其在二极管、电池等领域的应用。
4 有机导电纤维的应用
有机导电纤维具有较高的导电率，且导电性能持久。在织物中添加一定量的有机导电纤维后不影响手感和光泽。有机导电纤维广泛应用于纺织品、地毯的防尘、防静电加工[14]，只要在织物中混入0.05%～5%的有机导电纤维就可解决织物的带静电问题。例如在内衣上加入有机导电纤维可起到防尘、防缠绕和防止脱衣服时的静电对皮肤产生刺激，以满足人体生理卫生的需求；在涤纶、纯毛或毛涤织物中混入有机导电纤维可使织物摩擦产生的静电大多以电晕放电或泄露放电放出，不会出现主动吸灰现象[15]。此外还广泛应用于通用工程、耐热工程塑料、汽车制造、运动器材、航空、半导体工业、电子工业、医学工程、生物工程等领域所需的防静电、防尘、防爆的工作服；它还被广泛应用于电磁波屏蔽和吸收材料；电热制品的发热元件以及工业滤材等。
美国研制的变军服就是在织物中加入导电纤维，通过控制温度使热变油墨发生变化，从而使军服颜根据外界环境作相应变化，成为一种环境反应性伪装[16]。我国在2000年全军装备的99式新一代衬衣即采用了有机导电纤维作为抗静电的材料，其
使用效果反映很好。
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拉伸羊毛高支精纺面料工艺探讨
预绞丝
孙卫红 张 红 杨素芬
(天津纺织集团技术中心，天津 300041)
1 前言
拉伸羊毛是当前羊毛工业最新高技术产品，它通过高科技手段用专用设备，在特定条件下，利用物理原理对普通羊毛拉伸，从而使纤维细度降低原毛的20%左右，长度增加60%左右。它改变了普通羊毛的组织结构，成为一种新的，具有羊绒特性的新型纤维，比普通羊毛有更高的光泽度，卷曲少，刚性低，用它开发的产品手感滑糯，弹性好，光泽优雅，悬垂好，呢面细洁匀净，丝感强，具有广阔的市场前景。
拉伸羊毛表面鳞片结构发生变化、光滑卷曲少、抱合力差，一般不纯纺，可与超细羊毛、羊绒、丝光羊毛、丝、T EN CEL、细旦涤纶等混纺。
2 工艺
2.1 染工艺
拉伸羊毛染与普通羊毛差异大，染上染速率快，染收缩率较大，造成条染后毛球塌陷严重，极
易产生缸差、毛球差等质量问题，因此先混条再染，以降低上染速率，混条用拉细设备混条三遍。不加油、6并、牵伸6倍。条重20G。染前打成3KG左右的毛球，不要大，卷绕密度应适当增大。染升湿速率应减慢。控制1℃ 2m in左右。
[14]伊黑敏裕.宫本雅之.本田繁喜. Co re-sheath com po site conductive fiber. W O01 2186.2001.
[15]郝新敏等.含有机导电纤维仿毛织物的多功能整理.印染.2003(2)26～28.
[16]锡环.电子纺织品新成果.国内外信息.2003(1)48.
Properties and develop m en t of the organ ic conductive f ibers
Gao Guang-yan An Shu-l i n
(Schoo l of M aterial Science and Chem ical Engineering,
T ian jin Po lytechn ic U n iversity,T ian jin300160)
Abstract:T h is paper studied the structu re and p roperties of o rgan ic conductive fibers and discu ssed the p resen t and fu tu re developm en t of th is k ind of fiber.
Key words:the o rgan ic conductive fibers;com po site;b lend
