阻燃导电纤维生产工艺的研究

周建平，何卫星

（江苏省纺织研究所股份有限公司，江苏无锡 214024）

阻燃导电纤维生产工艺的研究

周建平，何卫星

（江苏省纺织研究所股份有限公司，江苏无锡 214024）

本文阐述了一种新型功能性纤维阻燃导电纤维的生产制备方法，该纤维具有良好的阻燃性，以及优异的导电性能，另在该文中导电母粒的添加量对复合纺丝的可纺性进行了研究。

阻燃；导电纤维；阻燃涤纶

0 引言

由于纺织品大多数具有易燃特性，日常生活中的火灾隐患也无所不在，因此阻燃纤维及纺织品的开发和应用越发受到社会关注。据了解，针对纺织品的不同用途，世界各国制定的阻燃法规已经由飞机内饰纺织材料、地毯和建筑装潢材料逐渐扩大到纺织服装、家具沙发套、床垫和室内装饰物等，英国、美国、日本等国家还以法律形式规定了妇女、儿童、老年人、残疾人的服装以及睡衣要具有阻燃功能，且必须在产品上标明。

然后面料的常规阻燃性已经不能满足日益增长的多功能性要求，比如在航空业的阻燃地毯中，除要求良好的阻燃性外，还要求地毯具有抗静电性，消除静电危害，阻燃导电纤维的发明可以很好地解决这一问题。

1 阻燃导电纤维生产工艺流程

阻燃导电纤维是在纺丝过程中将导电母粒和阻燃PET熔融复合纺丝而成。工艺流程如下：

2 阻燃导电纤维生产工艺

2.1 纤维中导电母粒含量对导电性能的影响

阻燃导电纤维中导电母粒含量是影响阻燃导电纤维导电性能的主要因素。采用不同导电母粒含量制成的阻燃导电纤维的性能如表1。导电母粒是形成纤维导电性的基础，当纤维中导电母粒重量百分数小于20%时，纤维的比电阻很高，而当纤维中母粒重量百分数大于或等于20%时，纤维的比电阻陡然下降。出现这种现象是因为当纤维中母粒重量百分数小于20%时，分散在母粒中的各个碳黑微粒彼此孤立存在，不能形成连续的导电通道，因此其电阻很高，而当纤维中母粒含量大于或等于20%时，母粒中分散的碳黑微粒可以相互接触，形成连续的导电通道，故其比电阻值大幅度下降，母粒含量大于30%后，纤维的比电阻随母粒含量的增加下降幅度变缓，而纤维的可纺性迅速变差。

表1 不同母粒含量导电纤维的性能

通过试验可知：导电母粒加入量在6%-12%，可纺性良好，但由于母粒加入量过低，纤维的电阻比较大；当导电母粒加入量大于30%时，虽然纤维导电性得到充分保证，但由于熔体中的碳粉含量偏高，纺丝困难。基于纤维电阻值的变化结合可纺性综合考虑，选择导电母粒加入量为20-30%。

2.2 干燥工艺

纺丝前，对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结晶度和软化点，切片中所含水分高，易高温下汽化形成气泡丝，造成断头与毛丝，并且在螺杆进料区易产生环结阻料，另一方面，切片在高温熔融条件下容易发生水解，导致阻燃聚酯分子量明显下降，影响纤维的力学性能，进而影响纺丝。

导电母粒由于其导电粉体含量很高，若含水率控制不好，纺丝熔体的粘度下降会非常大，导致不能正常纺丝，所以必须严格控制干燥工艺。

阻燃聚酯切片和导电母粒的含水率都应控制下30PPM以下。

2.3 纺丝温度

由于阻燃涤纶的软化点较低，进料温度不宜过高，否则容易导致切片过早软化粘结，形成环结阻料，使纺丝不能正常进行。另外导电母粒的加入，使得聚合物熔体的流动性变差，因此在纺丝过程中适当提高纺丝温度有利于纺丝。综合上述考虑，在纺丝过程中，制定了如下纺丝问题，纺丝过程良好。

表4 螺杆及箱体温度

2.4 纺丝速度

由于导电母粒的加入，对涤纶熔体的流动性产生影响，通过试验发现，在纺丝速度2500m/min,断头基本没有，但随着纺丝速度进一步提高，断头现象逐步增加，考虑纤维的品质，最终确定纺丝速度为2800m/min。不同纺丝速度的情况见表3。

表3 不同纺丝速度下的纺丝情况

3 阻燃效果

本次试验，分别取了50D阻燃导电纤维，0-30%导电母粒含量试验丝的氧指数测试。

通过实验可以看出，随着导电母粒的添加，纤维的阻燃性线性下降，导电母粒的添加量应该＜25%，才能获得良好的阻燃效果。

3 结论

3.1 通过实验可以看出在阻燃涤纶中通过添加20-30%导电母粒可以获得良好的阻燃导电纤维。通过阻燃实验可以得出导电母粒添加量不宜超过25%，否则阻燃性能不能得到保证。综合考虑，导电母粒的添加量应该在20-25%左右，这样获得纤维兼顾了导电性能和阻燃性能。

3.2 切片干燥结晶不宜过快，过快容易粘结；为保证正常纺丝要求，纺丝温度控制在275℃-285℃；纺丝速度要控制在2800m/min左右。

3.3 阻燃导电纤维可以广泛应用于阻燃装饰行业，由于其抗静电功能，更适合用于汽车飞机等交通工具的内饰，如坐垫，地毯，窗帘等等。可以在保证阻燃效果的同时获得了优异的抗静电性能，导电性能具有永久耐洗涤性。

[1] 张 榕,朱新生.涤纶阻燃技术研究进展.合成纤维, 2006(8).

[2] 赵福岐 , 霍 英 , 方 青 .阻燃 PET 母粒及阻燃涤纶的生产.合成纤维工业, 2004(13).

[3] 李 瑶 , 陈婷婷 , 杨旭东.纺织用导电纤维及其应用.产业用纺织品,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

何卫星（1982-），男，江苏常熟人，大学本科，工程师，主要从事特种纤维以及纱线的开发与应用。