阻燃導電纖維生產工藝的研究

周建平，何衛星

（江蘇省紡織研究所股份有限公司，江蘇無錫 214024）

阻燃導電纖維生產工藝的研究

周建平，何衛星

（江蘇省紡織研究所股份有限公司，江蘇無錫 214024）

本文闡述了一種新型功能性纖維阻燃導電纖維的生產制備方法，該纖維具有良好的阻燃性，以及優異的導電性能，另在該文中導電母粒的添加量對復合紡絲的可紡性進行了研究。

阻燃；導電纖維；阻燃滌綸

0 引言

由于紡織品大多數具有易燃特性，日常生活中的火災隱患也無所不在，因此阻燃纖維及紡織品的開發和應用越發受到社會關注。據了解，針對紡織品的不同用途，世界各國制定的阻燃法規已經由飛機內飾紡織材料、地毯和建筑裝潢材料逐漸擴大到紡織服裝、家具沙發套、床墊和室內裝飾物等，英國、美國、日本等國家還以法律形式規定了婦女、兒童、老年人、殘疾人的服裝以及睡衣要具有阻燃功能，且必須在產品上標明。

然后面料的常規阻燃性已經不能滿足日益增長的多功能性要求，比如在航空業的阻燃地毯中，除要求良好的阻燃性外，還要求地毯具有抗靜電性，消除靜電危害，阻燃導電纖維的發明可以很好地解決這一問題。

1 阻燃導電纖維生產工藝流程

阻燃導電纖維是在紡絲過程中將導電母粒和阻燃PET熔融復合紡絲而成。工藝流程如下：

2 阻燃導電纖維生產工藝

2.1 纖維中導電母粒含量對導電性能的影響

阻燃導電纖維中導電母粒含量是影響阻燃導電纖維導電性能的主要因素。采用不同導電母粒含量制成的阻燃導電纖維的性能如表1。導電母粒是形成纖維導電性的基礎，當纖維中導電母粒重量百分數小于20%時，纖維的比電阻很高，而當纖維中母粒重量百分數大于或等于20%時，纖維的比電阻陡然下降。出現這種現象是因為當纖維中母粒重量百分數小于20%時，分散在母粒中的各個碳黑微粒彼此孤立存在，不能形成連續的導電通道，因此其電阻很高，而當纖維中母粒含量大于或等于20%時，母粒中分散的碳黑微?？梢韵嗷ソ佑|，形成連續的導電通道，故其比電阻值大幅度下降，母粒含量大于30%后，纖維的比電阻隨母粒含量的增加下降幅度變緩，而纖維的可紡性迅速變差。

表1 不同母粒含量導電纖維的性能

通過試驗可知：導電母粒加入量在6%-12%，可紡性良好，但由于母粒加入量過低，纖維的電阻比較大；當導電母粒加入量大于30%時，雖然纖維導電性得到充分保證，但由于熔體中的碳粉含量偏高，紡絲困難。基于纖維電阻值的變化結合可紡性綜合考慮，選擇導電母粒加入量為20-30%。

2.2 干燥工藝

紡絲前，對切片最大程度的干燥非常重要。其原因是：一方面，除去切片中水分和提高聚酯切片的結晶度和軟化點，切片中所含水分高，易高溫下汽化形成氣泡絲，造成斷頭與毛絲，并且在螺桿進料區易產生環結阻料，另一方面，切片在高溫熔融條件下容易發生水解，導致阻燃聚酯分子量明顯下降，影響纖維的力學性能，進而影響紡絲。

導電母粒由于其導電粉體含量很高，若含水率控制不好，紡絲熔體的粘度下降會非常大，導致不能正常紡絲，所以必須嚴格控制干燥工藝。

阻燃聚酯切片和導電母粒的含水率都應控制下30PPM以下。

2.3 紡絲溫度

由于阻燃滌綸的軟化點較低，進料溫度不宜過高，否則容易導致切片過早軟化粘結，形成環結阻料，使紡絲不能正常進行。另外導電母粒的加入，使得聚合物熔體的流動性變差，因此在紡絲過程中適當提高紡絲溫度有利于紡絲。綜合上述考慮，在紡絲過程中，制定了如下紡絲問題，紡絲過程良好。

表4 螺桿及箱體溫度

2.4 紡絲速度

由于導電母粒的加入，對滌綸熔體的流動性產生影響，通過試驗發現，在紡絲速度2500m/min,斷頭基本沒有，但隨著紡絲速度進一步提高，斷頭現象逐步增加，考慮纖維的品質，最終確定紡絲速度為2800m/min。不同紡絲速度的情況見表3。

表3 不同紡絲速度下的紡絲情況

3 阻燃效果

本次試驗，分別取了50D阻燃導電纖維，0-30%導電母粒含量試驗絲的氧指數測試。

通過實驗可以看出，隨著導電母粒的添加，纖維的阻燃性線性下降，導電母粒的添加量應該＜25%，才能獲得良好的阻燃效果。

3 結論

3.1 通過實驗可以看出在阻燃滌綸中通過添加20-30%導電母?？梢垣@得良好的阻燃導電纖維。通過阻燃實驗可以得出導電母粒添加量不宜超過25%，否則阻燃性能不能得到保證。綜合考慮，導電母粒的添加量應該在20-25%左右，這樣獲得纖維兼顧了導電性能和阻燃性能。

3.2 切片干燥結晶不宜過快，過快容易粘結；為保證正常紡絲要求，紡絲溫度控制在275℃-285℃；紡絲速度要控制在2800m/min左右。

3.3 阻燃導電纖維可以廣泛應用于阻燃裝飾行業，由于其抗靜電功能，更適合用于汽車飛機等交通工具的內飾，如坐墊，地毯，窗簾等等。可以在保證阻燃效果的同時獲得了優異的抗靜電性能，導電性能具有永久耐洗滌性。

[1] 張 榕,朱新生.滌綸阻燃技術研究進展.合成纖維, 2006(8).

[2] 趙福岐 , 霍 英 , 方 青 .阻燃 PET 母粒及阻燃滌綸的生產.合成纖維工業, 2004(13).

[3] 李 瑤 , 陳婷婷 , 楊旭東.紡織用導電纖維及其應用.產業用紡織品,2010(4).

Study on production technology of flame retardant conductive fiber

ZHOU Jian-ping, HE Wei-xing
(Jiangsu Textile Research Institute Corporation, Jiangsu Wuxi 214024, China)

This paper describes the method for the preparation of a new functional fiber flame retardant conductive fiber, the fiber has good flame retardancy, and excellent conductive properties, the other in the amount of conductive masterbatch in the article on the composite spinning spinnability was studied.

flame retardant；conductive fiber；flame retardant polyester

TQ342.21

A

投稿日期：2016-11-30

何衛星（1982-），男，江蘇常熟人，大學本科，工程師，主要從事特種纖維以及紗線的開發與應用。