防靜電、防電磁輻射織物主要用于人體防護,因此該織物應抗靜電并對電磁波 有較好的反射功能。國內外相關技術資料表明,屏蔽織物主要有兩種:一種是金屬化 織物,在普通的化學纖維或天然纖維織物表面鍍上一層金屬,如鎳、銀、銅等,這種 織物耐洗性能差,隨著洗滌次數的增加,其屏蔽性逐漸下降;另一種是采用金屬絲編 織成的網做為屏蔽層的三層織物,里和面為普通的織物,中間夾層為金屬網,這種織 物不能用水洗,而且笨重。這兩種織物價格較貴。我們研制的是一種耐洗漆、質量輕、 體積小、價格低的屏蔽織物所使用的紗線,其中關鍵主要在于材料的選擇。這種材料 不僅要在一定頻率范圍內對電磁波具有突出的反射性能,而且還必須滿足紡紗、織造、 縫制等加工的要求。我們選擇不銹鋼纖維絲束為屏蔽材料,該纖維抗彎剛度較小,具 有良好的可撓曲性和可紡性,并且有較好的機械性能、導電性能、耐腐蝕、耐熱性。 本課題采用在紡紗工序的并條工序中,在粘膠條子中混入不同比例的不銹鋼纖維,以 制得各種不銹鋼含量的導電紗。為了確定不銹鋼纖維比例與抗靜電效果的關系,將不 銹鋼纖維的混合比例定為以下10種:1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40%。將粘膠與不銹鋼纖維混紡可以得到抗靜電、抗電磁輻射、導電與阻燃的多功能 紡織面料。
4.1不銹鋼纖維
金屬纖維是近年來發展起來的新型多功能工業材料,其產品廣泛應用于冶金、 石油化工、軍工等工業各部門,不但具有金屬材料本身特有的一切優點,還具有非金 屬材料的一些特殊性能,是現代科學的一個重要領域。
不銹鋼纖維是金屬纖維中應用最廣泛的一種金屬纖維。它具有在氧化性氣氛中 穩定性好的特點,具有良好的導電性、導熱性、高強度、高彈性‘、耐磨性、耐腐蝕性 及耐高溫性等優點。廣泛應用于軍事、航空、石油化工、制藥、冶金、車輛、儀器儀 表、通訊、造紙等國民經濟各個領域。
抗靜電及電磁屏蔽紡織面料的實現技術與性能研究 第四章防靜電、防電磁輻射的原料選擇
4.1.1不銹鋼纖維的制備
線材拉伸法:線材拉伸法包括單絲拉伸法和集束拉伸法兩種。單絲拉伸法 是通常用于制造金屬線材的方法,但要制取不銹鋼纖維細絲,就必須通過孔徑逐 漸遞減的拉絲??锥啻芜M行拉伸,截面壓縮率每次只能是一點點,如果一次拉絲 截面壓縮率過大,拉絲阻力會超過材料的拉伸強度而引起撕裂,因此每次拉絲后 要進行中間退火,消除應力,然后再經反復拉絲、退火,才能得到符合標準的不 銹鋼纖維。用單絲拉伸法可制取直徑為20um左右的不銹鋼纖維。集束拉伸法是 把單絲拉伸法制取的線材多根集成一束,外加包覆材料,再進行拉伸。與單絲拉 伸法相比,拉伸次數大大減少,同時也能防止單根細絲被拉斷。用集束拉伸法可 制得直徑為lOu m以下的不銹鋼纖維。
熔融紡絲法:是由熔融金屬直接制取不銹鋼纖維的一種方法。其方法有多種 形式,包括熔融擠壓法、噴射驟冷法、玻璃包覆法和離心紡絲法等。其中熔融擠壓法 和噴射騍冷法,與制備有機纖維和玻璃纖維的原理一樣,把熔化的金屬液從噴頭擠出, 在各種媒介中冷卻成絲,但由于熔融的金屬液表面張力大、黏度小、擠出的金屬流線 很容易形成液滴,故紡絲過程比較困難。
切削法:切削法主要分為線材切削法和振動切削法兩種。
生長法:與其他方法不同,這種方法采用的是化學加工方法制造不銹鋼纖 維,包括膜層涂鍍法和結晶析出法[13]。
4.1.2不銹鋼纖維的性能
不銹鋼纖維具有以下幾個方面的性能優點。
撓性:不銹鋼的撓性與有機纖維接近,一般直徑為8um的不銹鋼纖維的柔軟 性相當于直徑為13ura的麻纖維,所以具有可紡性,能用來進行紡紗織布和縫制加工。
機械性能:不銹鋼纖維相對強度較高,并且具有良好的彎曲加工性和耐磨性。
導電性:不銹鋼纖維的電阻率低,是良好的電導體。
耐腐蝕性:不銹鋼纖維完全耐硝酸、堿及有機溶劑的腐蝕。
耐熱性:不銹鋼纖維在氧化性氣氛中,高于600SC情況下可連續使用,是性 能良好的耐高溫材料??轨o電及電磁屏蔽紡織面料的實現技術與性能研究 第四章防靜電、防電磁輻射的原料選擇
4.13不銹鋼纖維的應用
不銹鋼纖維具有良好的特性,因此正逐步替代傳統的鐵絲網、銅絲網,應用范 圍越來越廣泛,可作為紡織材料和金屬基纖維增強材料,主要應用于石油化工、軍事 航空、通訊電纜、工業濾材等。_
4.2纖維性能測試
用于紡織的導電纖維必須具有合適的強度、細度、長度和柔曲性,能與其他普 通纖維進行良好抱合,易于進行混紡或交織。具有良好的耐摩擦性能,可以在紡織加 工中或使用過程中承受一定的物理機械作用。下面是對本課題中所采用的粘膠纖維和 不銹鋼纖維進行的各項測試。
4.2.1纖維的細度、強伸度測試
國際上推薦采用振動法來測量單根化學纖維的細度0振動法是在單根纖維上施 加規定張力使其伸直而不伸長的條件下測量其線密度[14\
a測試儀器:XD-1型纖維細度儀XQ-1型纖維強伸度儀 b測試原理:釆用弦振動原理。纖維上端被夾持器握持,另一端經上下刀口被 夾持,在其上施加一定張力,使纖維伸直。纖維受力振動,并限定在上刀口與下刀口 之間的長度內振動。
c實驗條件:拉伸速度:20mm/min 夾持長度:20mm 預張力:0.2cN/tex試驗次數:n=100 粘膠纖維、不銹鋼纖維的主要物理指標如表4-1所示。
表4-1 粘膠纖維和不銹鋼纖維的主要物理指標
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