炭黑在化纤中的应用

炭黑在化纤中的应用主要是作为抗静电、导电剂和染料。

一、炭黑在抗静电纤维中的应用

       抗静电纤维是指在标准状态下电阻率小于10¹⁰Ω· cm的纤维或静电荷逸散半衰期小于60s的纤维，在纺织加工和其制品的使用过程中能够降低静电电位或使静电电位消失的纤维，有暂时性和永久性两种抗静电纤维。静电产生的原因是因为大分子以共价键结合，不能电离，也不能传递电子，再加上大分子基团极性小、疏水性大、电荷不易逸散，电阻率高达10¹²Ω~10¹³Ω· cm,所以合成纤维易产生静电。抗静电纤维具有体积电阻率小，静电易于消除，加工和安全性能良好等优点，而其物理、化学性能基本上不受影响。主要品种有黏胶、涤纶、锦纶和腈纶等抗静电纤维。

抗静电纤维主要用于对抗静电要求较高的部门或行业，例如，制造防尘服，无菌、无静电工作服，防爆除尘用品，过滤毡，滤尘袋，防电磁波辐射材料,地毯，矿山运输带，汽车内装饰用品等。

抗静电纤维的制造方法有多种，其中，抗静电长期有效且经济的方法是利用熔融纺丝法将炭黑加入至到化学纤维中制备成抗静电纤维，制造方法如下：

(1)共混法

在聚合成的丝时，将聚合物或切片与炭黑粉体混合纺丝，可以制得抗静电纤维。为了提高炭黑的分散性能，一般利用偶联剂对炭黑进行表面处理。常用的的偶联剂有硅氧烷类、氨基硅氧烷类、乙二醇。

此法制备的抗静电纤维，抗静电效果相对耐久，这是因为炭黑粒子在纤维截面中以较高的密度存在。沿纤维轴向推列，在纤维内部形成运送或传导电荷的低电阻通路，纤维内部和外层表面都可以使电荷迅速逸散，抗静电效果显著提高。

(2)添加炭黑抗静电母粒纺丝法

利用乙二醇或其他偶联剂将炭黑表面进行处理，将处理后的炭黑粉体与聚合物载体，如聚酯切片，一起通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得炭黑抗静电母粒。再将母粒和纺丝切片混合均匀后，通过熔融纺丝就可制得抗静电纤维。采用此法，可以保证炭黑具有较好的分散性能及较好的导电性能。

(3) 复合纺丝法

这是目前制备抗静电纤维常用的方法。 如制成海岛型或芯鞘型复合纤维，其中岛相或芯部为含抗静电剂的聚合物组分，而作为海相或鞘部的基体聚合物对抗静电组分有保护作用，以保持长期的抗静电性能，同时不影响纤维原有的风格和力学性能。