本篇文章炭黑产业网小编要给大家介绍的内容是炭黑在化纤中的应用，相信化纤在大家生活中并不陌生，化纤的全名是化学纤维，指的是用天然的或人工合成的高分子物质为原料制成的纤维。根据原料来源的不同，可分为以天然高分子物质为原料的人造纤维和以合成高分子物质为原料的合成纤维。而炭黑在化纤中的应用主要作为抗静电、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·com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消失的纤维，有暂时性和永久性的两种抗静电纤维。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，再加上大份子基团极性小、疏水性大、电荷不易逸散，电阻率高达1012-1013Ω·com，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和行业，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以后多种，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
在聚合或纺丝时，将聚合物或其切片与炭黑粉末体混合纺丝，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。沿纤维轴向排列，在纤维内部形成运送或者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进行表面处理，将处理后的炭黑粉末与聚合物载体，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
这是目前制作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本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。
二、炭黑在导电纤维中的应用
导电纤维是指在标准状态下电阻率小于107 Ω·cm的纤维，高比电阻导电纤维可用于防静电服、手套、地毯、窗帘、交通工具内装饰、计算机房工作室、医院等要求屏蔽静电的场所;中等比电阻导电纤维主要用于石油、石化、煤炭、塑胶、橡胶等行业;低比电阻导电纤维主要用于广播、电视台、电子仪器、精密设备等防止电磁波干扰的领域。
导电纤维常常通过将无导电性能的有机纤维和导电组分复合而成。这种方法利用了聚合物的易成型性和柔软性，因而，不仅可以通过不同的复合方法和复合的程度来调节纤维的导电程度，而且还可以通过聚合物内的分子取向程度来调节其导电的各项异性。
(一)炭黑导电纤维IDE基本制备方法
1、表面涂覆法
将炭黑粉末加黏合剂涂覆于纤维表面后固化即可制得导电纤维。这种方法制得的纤维导电性能好，但染色性和耐久性较差，产量低且成本高。
2.复合纺丝法
采用混炼或混合的方法，将炭黑均匀地分散于基体聚合物中， 形成导电组分，然后再与非导电组分(主体聚合物)复合纺丝来制得复合导电纤维。导电组分的基体聚合物有聚酰肢、聚酯、聚乙烯、聚乙二醇等。非导电组分可以是同一种聚合物，也可以选择两种或两种以上的聚合物。
(二)典型导电纤维工艺
以炭黑类(乙炔黑、槽法炭黑、炉黑、熱裂解炭黑、软质炭黑等)作为导电成分的炭黑复合导电纤维，在工业化的导电纤维中，是发展较快、产量最大的品种。它所使用的炭黑要求电阻率小，旦能很好地分散在基体聚合物 (聚酰胺、聚乙烯、聚氧乙烯、脂肪酸聚酯等)中。导电组分中炭黑的含量视基体聚合物及炭黑种类而定，炭黑含量一般在 3%～40%之间时，可保证纺丝顺利进行，纤维力学性能也不会大幅下降。非导电组分可采用聚对苯二甲酸乙二
醇酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈等成纤聚合物。由于炭黑的加入，导电纤维外观呈黑色，为了减少黑色外观对应用范围的限制，可设计制造不同复合形态和截面形状的炭黑复合导电纤维。
三、炭黑在纤维着色中的应用
炭黑作为染料在纤维中的应用，可以在纤维加工过程中直接加入炭黑，进行染色。但目前，应用较为广泛的染色方法是色母粒着色。它是化学纤维原液着色中的一种。将染料制成色母粒后，用无色树脂按一定比例与之混合，纺织成有色纤维。由于使用色母粒产品，无粉尘飞扬，且能改善作业环境，而且与其他方法想比，具有色牢度好、色调均匀、色泽鲜艳、色谱齐全、加工成本低后染均匀等优点，因此，近年来，炭黑色母粒在国内生产发展非常迅速。
在多种多样、色彩缤纷的色母粒中，黑色母粒尤为人们所青睐，色母粒炭黑广泛用于合成纤维和塑料的着色。在黑色母粒中，通常加有高浓度的炭黑着色剂，这种黑色母粒再与素粒配合，能纺出理想的黑色或灰色长丝。纤维的染色通常要在250-300℃的温度下进行，由于有机染料在此温度下不稳定，因而使用炭黑是最为合适的，对某些需要有高度耐晒、色牢度和热牢度及耐紫外线稳定性的的产品，目前主要采用将色母粒混在切片中纺丝或在螺杆挤出机喂料前注入染料的方法。与其他染料相比炭黑具有良好的的耐热性，纤维截面上的颜料粒子分布良好，染色均匀。
色母粒着色因其具有更佳的经济效益和灵活性，而被广泛采用。色母粒着色聚酯、聚丙烯纤维黑色丝也因此得到了较大的发展。炭黑在聚酯熔体色母粒着色中占据重要位置，在熔体着色聚酯长纤、短纤中，黑色有70%，此外，炭黑在聚酰胺纤维的着色中也有大量的应用。
炭黑除了在纤维常规染色中的应用外，在开发差别化纤维和回收料的处理方面都有重要的应用。
以上就是炭黑产业网小编为大家整理的全部内容了，你是否对炭黑在化纤中的应用的了解又多了一些呢?如有问题可以随时在评论区讨论。
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