本篇文章炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)小編要給大家介紹的內(nèi)容是炭黑在化纖中的應用，相信化纖在大家生活中并不陌生，化纖的全名是化學纖維，指的是用天然的或人工合成的高分子物質(zhì)為原料制成的纖維。根據(jù)原料來源的不同，可分為以天然高分子物質(zhì)為原料的人造纖維和以合成高分子物質(zhì)為原料的合成纖維。而炭黑在化纖中的應用主要作為抗靜電、導電劑和染料。

一、炭黑在抗靜電纖維中的應用

抗靜電纖維是指在標準狀態(tài)下電阻率小于1010Ω·com的纖維或靜電荷逸散半衰期小于60s的纖維，在紡織加工和其制品的使用過程中能夠降低靜電電位消失的纖維，有暫時性和永久性的兩種抗靜電纖維。靜電產(chǎn)生的原因是因為大分子以共價鍵結(jié)合，不能電離，也不能傳遞電子，再加上大份子基團極性小、疏水性大、電荷不易逸散，電阻率高達1012-1013Ω·com，所以合成纖維易產(chǎn)生靜電。抗靜電纖維具有體積電阻率小，靜電易于消除，加工和安全性能良好等優(yōu)點，而其物理、化學性能基本上不受影響。主要品種有黏膠、滌綸、錦綸和腈綸等抗靜電纖維。

抗靜電纖維主要用于對抗靜電要求較高的部門和行業(yè)，例如制造防塵服，無菌，無靜電工作服，防爆除塵用品，過濾氈，濾塵袋，防電磁波輻射材料，地毯，礦山運輸帶，汽車內(nèi)裝飾用品等。抗靜電纖維的制造方法以后多種，其中，抗靜電長期有效且經(jīng)濟的方法是利用熔融紡絲法將炭黑加入到化學纖維中制備成抗靜電纖維，制造方法如下：

(1)共混法

在聚合或紡絲時，將聚合物或其切片與炭黑粉末體混合紡絲，可以制得抗靜電纖維。為了提高炭黑的分散性能，一般利用偶聯(lián)劑對炭黑進行表面處理。常用的偶聯(lián)劑有硅氧烷類、氨基硅氧烷類、乙二醇。

此法制備的抗靜電纖維，抗靜電效果相對耐久，這是因為炭黑粒子在纖維截面中以較高的密度存在。沿纖維軸向排列，在纖維內(nèi)部形成運送或者傳導電荷的低電阻通路，纖維內(nèi)部和外層表面都可以使電荷迅速逸散，抗靜電效果顯著提高。

(2)添加炭黑抗靜電母粒紡絲法

利用乙二醇或其他偶聯(lián)劑將炭黑進行表面處理，將處理后的炭黑粉末與聚合物載體，如聚酯切片，一起通過雙螺桿擠出機擠出造粒，制得炭黑抗靜電母粒。再將母粒和紡絲切片混合均勻后，通過熔融紡絲就可制得抗靜電纖維。采用此法，可以保證炭黑具有較好的分散性能及較好的導電性能。

(3)復合紡絲法

這是目前制作抗靜電纖維常用的方法，如制成海島型或芯鞘型復合纖維，其中島相或芯部為含抗靜電劑的聚合物組分，而作為海相或鞘部的基本聚合物對抗靜電組分有保護作用，以保持長期的抗靜電性能，同時不影響纖維原有的風格和力學性能。

二、炭黑在導電纖維中的應用

導電纖維是指在標準狀態(tài)下電阻率小于107 Ω·cm的纖維，高比電阻導電纖維可用于防靜電服、手套、地毯、窗簾、交通工具內(nèi)裝飾、計算機房工作室、醫(yī)院等要求屏蔽靜電的場所;中等比電阻導電纖維主要用于石油、石化、煤炭、塑膠、橡膠等行業(yè);低比電阻導電纖維主要用于廣播、電視臺、電子儀器、精密設備等防止電磁波干擾的領(lǐng)域。

導電纖維常常通過將無導電性能的有機纖維和導電組分復合而成。這種方法利用了聚合物的易成型性和柔軟性，因而，不僅可以通過不同的復合方法和復合的程度來調(diào)節(jié)纖維的導電程度，而且還可以通過聚合物內(nèi)的分子取向程度來調(diào)節(jié)其導電的各項異性。

(一)炭黑導電纖維IDE基本制備方法

1、表面涂覆法

將炭黑粉末加黏合劑涂覆于纖維表面后固化即可制得導電纖維。這種方法制得的纖維導電性能好，但染色性和耐久性較差，產(chǎn)量低且成本高。

2.復合紡絲法

采用混煉或混合的方法，將炭黑均勻地分散于基體聚合物中， 形成導電組分，然后再與非導電組分(主體聚合物)復合紡絲來制得復合導電纖維。導電組分的基體聚合物有聚酰肢、聚酯、聚乙烯、聚乙二醇等。非導電組分可以是同一種聚合物，也可以選擇兩種或兩種以上的聚合物。

(二)典型導電纖維工藝

以炭黑類(乙炔黑、槽法炭黑、爐黑、熱裂解炭黑、軟質(zhì)炭黑等)作為導電成分的炭黑復合導電纖維，在工業(yè)化的導電纖維中，是發(fā)展較快、產(chǎn)量最大的品種。它所使用的炭黑要求電阻率小，旦能很好地分散在基體聚合物 (聚酰胺、聚乙烯、聚氧乙烯、脂肪酸聚酯等)中。導電組分中炭黑的含量視基體聚合物及炭黑種類而定，炭黑含量一般在 3%～40%之間時，可保證紡絲順利進行，纖維力學性能也不會大幅下降。非導電組分可采用聚對苯二甲酸乙二

醇酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈等成纖聚合物。由于炭黑的加入，導電纖維外觀呈黑色，為了減少黑色外觀對應用范圍的限制，可設計制造不同復合形態(tài)和截面形狀的炭黑復合導電纖維。

三、炭黑在纖維著色中的應用

炭黑作為染料在纖維中的應用，可以在纖維加工過程中直接加入炭黑，進行染色。但目前，應用較為廣泛的染色方法是色母粒著色。它是化學纖維原液著色中的一種。將染料制成色母粒后，用無色樹脂按一定比例與之混合，紡織成有色纖維。由于使用色母粒產(chǎn)品，無粉塵飛揚，且能改善作業(yè)環(huán)境，而且與其他方法想比，具有色牢度好、色調(diào)均勻、色澤鮮艷、色譜齊全、加工成本低后染均勻等優(yōu)點，因此，近年來，炭黑色母粒在國內(nèi)生產(chǎn)發(fā)展非常迅速。

在多種多樣、色彩繽紛的色母粒中，黑色母粒尤為人們所青睞，色母粒炭黑廣泛用于合成纖維和塑料的著色。在黑色母粒中，通常加有高濃度的炭黑著色劑，這種黑色母粒再與素粒配合，能紡出理想的黑色或灰色長絲。纖維的染色通常要在250-300℃的溫度下進行，由于有機染料在此溫度下不穩(wěn)定，因而使用炭黑是最為合適的，對某些需要有高度耐曬、色牢度和熱牢度及耐紫外線穩(wěn)定性的的產(chǎn)品，目前主要采用將色母?；煸谇衅屑徑z或在螺桿擠出機喂料前注入染料的方法。與其他染料相比炭黑具有良好的的耐熱性，纖維截面上的顏料粒子分布良好，染色均勻。

色母粒著色因其具有更佳的經(jīng)濟效益和靈活性，而被廣泛采用。色母粒著色聚酯、聚丙烯纖維黑色絲也因此得到了較大的發(fā)展。炭黑在聚酯熔體色母粒著色中占據(jù)重要位置，在熔體著色聚酯長纖、短纖中，黑色有70%，此外，炭黑在聚酰胺纖維的著色中也有大量的應用。

炭黑除了在纖維常規(guī)染色中的應用外，在開發(fā)差別化纖維和回收料的處理方面都有重要的應用。

以上就是炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)小編為大家整理的全部內(nèi)容了，你是否對炭黑在化纖中的應用的了解又多了一些呢?如有問題可以隨時在評論區(qū)討論。

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