Leitfähiges Filament

Antistatisches Filament ist ein Textilmaterial mit antistatischen Eigenschaften, das üblicherweise in elektronischen Textilien, intelligenter Kleidung und Produkten verwendet wird, die elektromagnetische Abschirmung oder statische Kontrolle erfordern. Es wird durch Mischen oder Beschichten leitfähiger Fasern mit anderen herkömmlichen Fasern (wie Baumwolle, Polyester usw.) hergestellt, um das Garn leitfähig zu machen.

Einstufung:

(1) Leitfähige Metallverbundfasern mit einem spezifischen Widerstand von 102–104 Ω·cm werden hauptsächlich im Verbundspinnverfahren hergestellt, bei dem hochkonzentrierte leitfähige Partikel lokal in die Fasern eingemischt werden. Schwarze leitfähige Partikel bestehen aus Ruß, weiße aus Metalloxiden wie Antimonoxid, das eine geringe Menge Zinnoxid enthält und mit Titandioxid beschichtet ist. Die Fasern sind relativ leicht, flexibel, waschbar und einfach zu verarbeiten. Sie können auch durch chemische Fixierung von Kupferverbindungen oder galvanische Metallbeschichtungen verarbeitet werden.

(2) Leitfähige Metallfasern. Dieser Fasertyp wird unter Ausnutzung der Leitfähigkeit von Metallen hergestellt. Zu den wichtigsten Verfahren gehört das direkte Drahtziehen, bei dem der Metalldraht wiederholt durch eine Düse gezogen wird, um Fasern mit einem Durchmesser von 4 bis 16 μm herzustellen.

(3) Leitfähige Carbon-Black-Fasern

Es ist eine alte und gängige Methode, leitfähige Fasern unter Ausnutzung der leitfähigen Eigenschaften von Ruß herzustellen. Diese Methode lässt sich in die folgenden drei Kategorien unterteilen:
① Dotierungsmethode: Ruß wird mit faserbildenden Materialien vermischt und anschließend gesponnen. Ruß bildet eine kontinuierliche Phasenstruktur in der Faser und verleiht ihr dadurch leitfähige Eigenschaften. Bei diesem Verfahren wird üblicherweise ein Kern-Mantel-Verbundspinnverfahren verwendet, das die ursprünglichen physikalischen Eigenschaften der Faser nicht beeinträchtigt und sie leitfähig macht.

2. Beschichtungsverfahren: Das Beschichtungsverfahren besteht darin, die Oberfläche gewöhnlicher Fasern mit Ruß zu beschichten. Dabei kann Ruß mithilfe eines Klebstoffs mit der Faseroberfläche verbunden werden oder die Faseroberfläche schnell aufgeweicht und mit Ruß verbunden werden. Nachteile dieses Verfahrens sind, dass Ruß leicht abfällt, sich nicht gut anfühlt und sich Ruß nicht gleichmäßig auf der Faseroberfläche verteilt.

3. Faserkarbonisierungsbehandlung: Bei einigen Fasern, wie Polyacrylnitrilfasern, Zellulosefasern, Fasern auf Asphaltbasis usw., besteht die Hauptkette der Faser nach der Karbonisierungsbehandlung hauptsächlich aus Kohlenstoffatomen, wodurch die Faser leitfähig wird. Die am häufigsten verwendete Methode ist die Niedertemperaturkarbonisierungsbehandlung von Acrylnitrilfasern.

(4) Leitfähige Polymerfasern. Polymermaterialien gelten allgemein als Isolatoren. Die erfolgreiche Entwicklung von leitfähigen Polyacetylenmaterialien in den 1970er Jahren brach jedoch mit dieser traditionellen Auffassung. Danach entstanden nach und nach leitfähige Polymermaterialien wie Polyanilin, Polypyrrol und Polythiophen, und die Forschung zu den leitfähigen Eigenschaften von Polymermaterialien wurde immer umfangreicher. Es gibt zwei Hauptverfahren zur Herstellung leitfähiger Fasern aus leitfähigen Polymeren: In-situ-Polymerisation. Dabei werden leitfähige Polymere durch In-situ-Polymerisation von Monomeren in Fasermaterialien zu leitfähigen Fasern erzeugt. Gängige leitfähige Polymere sind Polypyrrol (PPy) und Polyanilin (PANI). Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass leitfähige Polymere gleichmäßig auf der Oberfläche oder im Inneren der Faser abgeschieden werden können. Allerdings müssen die Polymerisationsbedingungen sorgfältig kontrolliert werden, um die mechanischen Eigenschaften der Faser zu gewährleisten.

Lösungsspinnverfahren
Dabei wird das leitfähige Polymer in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und anschließend mittels Spinnverfahren leitfähige Fasern hergestellt. Lösungsspinnen umfasst Nassspinnen, Trockenspinnen usw. Nach der Herstellung der Faser wird die Leitfähigkeit durch Dotierung oder Wärmebehandlung verbessert. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass sich Form und Struktur der Faser leicht steuern lassen.

Antistatisch: Garne mit leitfähigen Fasern oder Antistatika können statische Elektrizität wirksam leiten oder zerstreuen und so die Ansammlung und Entladung statischer Elektrizität verhindern.

Weichheit: Im Vergleich zu reinen Metallleitern behalten leitfähige Faserstapelgarne die Weichheit und Elastizität herkömmlicher Textilfasern und eignen sich daher für Kleidung und Stoffprodukte.

Verschleißfestigkeit: Leitfähige Fasern weisen eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit auf, insbesondere wenn sie häufig gebogen oder gerieben werden müssen, behalten sie ihre leitfähigen Eigenschaften.

Sicherheit: Diese Art von Garn verfügt im Allgemeinen über eine gute antistatische Funktion, die Sicherheitsrisiken durch statische Elektrizität vermeiden kann, insbesondere in Branchen, die empfindlich auf statische Elektrizität reagieren, wie beispielsweise die Elektronikmontage.