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化纤用导电炭黑的质量要求

来源: | 作者:德隆导电炭黑 | 发布时间: 2023-03-05 | 1433 次浏览 | 分享到:

炭黑在纤维中的存在不可避免地对纤维的生产工艺和产品质量造成一定的影响。因此,有必要全面地了解纤维用炭黑的性能、质量要求和应用工艺,以确保合成纤维生产工艺流畅,并保证最终产品具有良好的抗静电和导电性能。

按照纤维产品的生产工艺以及最终产品使用性能的要求,主要考虑炭黑的粒径、粒径分布、分散性、颜色强度等性能。如果这些因素考虑不当,不仅影响正常纺丝,而且影响炭黑导电复合纤维的物理机械性能。现将各项指标简单介绍如下。

一、抗静电、导电纤维用炭黑的质量要求

目前,大部分炭黑抗静电、导电纤维是通过熔融纺丝法制备而成,还有一部分则是通过表面后处理制备获得。其中,熔融纺丝工艺对炭黑的质量有较高的要求,可通过以下指标来评价炭黑的性能。

1.过滤性

在纤维生产过程中,可用过滤材料的使用周期来表征。工业生产中,主要采用两种过滤系统:一是中央过滤系统,这是一种双重过滤系统,带有两个可互换的过滤器,容器内装有金属滤网;二是纺丝组件过滤器,通常是填有金属粉末的组件,安装于喷丝板之前。若炭黑颗粒较大或者粒径分布不均匀,很容易堵塞中央过滤器和纺丝组件过滤器。这样,不仅会增加更换、清洗中央过滤器和纺丝组件过滤器的频率,而且还会增加滤网清洗、换网、人工、停产、废料等生产成本,更重要的是频繁地中断生产会造成产能下降和产品质量波动等。

2.分散性

炭黑的分散性能是指某种炭黑被色母粒载体树脂润湿并将附聚体打散的难易程度。此性能主要取决于附聚体的强度,即将附聚体打散至单个聚集体所需要的能量。采用合适的偶联剂或特殊的表面处理方法是提高炭黑分散性能的关键。

一种优良的抗静电剂,应该具有良好的分散性。这就要求炭黑粒子能均匀地、高密度地分布在纤维基体中,且炭黑粒子与纤维基体有适宜的相容性和较好的流变匹配性能,这不仅提高了纤维的可纺性,还提高了成品纤维物理机械性能的稳定性,炭黑粒子以不连续的分散相存在于纤维基体中,各粒子间的距离应该尽可能小,以形成纤维内部的导电通路,避免纤维通路中出现高电阻,便于电荷迅速逸散,从而起到高效抗静电、导电的作用。

3.粒径及粒径分布

炭黑粒径大小直接影响纤维的可纺性、导电性能以及炭黑的过滤性、分散性等。有研究表明,粒径大于20μm的粗大炭黑粒子,将导致纺丝组件压力迅速升高,使得纺丝无法正常进行;粒径在5~10μm的较细炭黑粒子,将导致纺丝断头、飘丝等;粒径在1~5μm的细小炭黑粒子将导致纤维拉伸过程中产生毛丝。因此,导电炭黑的粒径应小于1μm,且粒径分布必须均匀,尽可能地减少炭黑粒子对纺丝组件、挤出机等设备的磨损。