间位芳纶基导电纤维的性能与应用

摘要：介绍了间位芳纶基导电纤维的特性，如优良的阻燃、耐高温、导电、机械加工特性等，阐述了芳纶基导电纤维在防护服装、工业过滤等领域的应用并展望了其发展前景。

关键词：间位芳纶；导电纤维；防护；过滤

中图分类号：TQ342.721 文献标志码：A

Performance and Application of PMIA-based Conductive Fiber

Abstract： The characteristics of PMIA-based conductive fiber were introduced， such as excellent flame retardant， high-temperature resistant and good mechanical performance. In terms of the property introduction， the authors presented the wide fields of application of PMIA-based conductive fiber， including protective clothing， industrial filtration， etc.

Key words： PMIA fiber； conductive fiber； protection； filtration

导电纤维是通过电子传导和电晕放电而消除静电的功能性纤维，通常是指在标准状态下（20℃，相对湿度65%）比电阻在107 Ω·cm以下的纤维，导电性能优良的纤维比电阻在102 ～ 105 Ω·cm之间。对于常用的化学纤维，涤纶的比电阻大约为1014 Ω·cm，腈纶为1013 Ω·cm，丙纶为6.5×1015Ω·cm。由于导电纤维比电阻值远低于普通纤维，同时电荷半衰期很短，因此导电纤维可在极短的时间内消除静电。

间位芳纶基导电纤维是烟台泰和新材料股份有限公司开发的一种新型导电纤维，该纤维除具有间位芳纶的众多优异性能外，还具有优异的导电性能。

1 间位芳纶基导电纤维的性能

作为以间位芳纶为基材的高性能导电纤维，其本身具有间位芳纶的众多优异性能。1.1 极佳的阻燃性能

间位芳纶基导电纤维具有优异的阻燃特性，其极限氧指数（LOI值）大于28%，不在空气中自燃、熔融。当遇到极高温度时，纤维会迅速膨胀炭化，形成特有的绝热屏。因此，采用间位芳纶生产的防护面料表现出极佳的阻燃性能。

1.2 优异的耐高温性能

如图 1 所示，由于基体材料自身耐高温程度的差异，间位芳纶基导电纤维与其他基材的导电纤维相比（如涤纶导电纤维），表现出优异的耐高温特性。从图中曲线可以看到，间位芳纶基导电纤维的导电性能在270℃以下基本不产生明显变化，在温度升至275℃时导电性才开始下降，表现出较好的耐高温性能；而涤纶基材的导电纤维导电性能在220℃就开始随着温度的升高逐渐变差，当温度升高到230℃以上时，纤维开始粘结从而无法继续使用。

图 2 为间位芳纶基导电纤维与涤纶基导电纤维放置在265℃条件下 5 min后所得到的前后对比图片。通过图片可以

2 间位芳纶基导电纤维的应用

目前尚无以间位芳纶为基材的导电纤维方面的研究报道和产品。因市场需要，有将芳纶与导电纤维以混纺和交织的方式形成新型织物而使织物获得阻燃功能的。烟台泰和新材料股份有限公司首先提出并实现了间位芳纶基导电纤维产品的开发，使我国成为全球第一个能够提供间位芳纶基导电纤维产品的国家。

2.1 工业过滤

很多应用领域，如工业用过滤袋，对除尘滤袋的耐高温要求一般都在150℃以下，涤纶、丙纶、腈纶、锦纶等传统化纤都可以胜任，而在烟气温度较高的场合，就需要能耐较高温度的产品如芳纶过滤毡来进行除尘净化。而对于此类应用场合，经常会由于工业粉尘或其他气体等的浓度达到一定程度（即爆炸极限），在遇到静电放电火花或外界点火等情况时发生爆炸和火灾。如面粉尘、化工性粉尘、煤粉尘等如遇静电放电，则有爆炸的可能。在袋式除尘领域，如这些粉尘需用布袋来收集，则要求制作除尘布袋的滤料兼具耐高温性和抗静电性。间位芳纶基导电纤维的滤料既具有耐高温性又有极好的抗静电性能，可广泛用于面粉尘、化工粉尘、煤粉尘等的过滤。

2.2 抗静电防护服

很多行业，如油气田、燃气站、加油站、电子行业、冶金、航空航天等，在要求防护服面料具有抗静电性能的同时，也需要具有良好的阻燃防护功能，以保证人身安全。但目前市场上相关的导电纤维熔点偏低（在200 ～ 220℃时便会发生熔融），远未能达到高于200℃的高温应用领域的阻燃抗静电要求，因此间位芳纶基导电纤维成为这些领域防护服装材料的首选。

此外，间位芳纶基导电纤维还可同其他材料进行混纺，用于西装、羊毛衫上，不仅能够提升织物的一些性能指标，还能够增强衣物的抗静电等防护性能。

2.3 其他

由于人体所带的静电会对一些精密自动化仪器造成干扰，比如可导致计算机出错或损坏，因此在航空航天以及一些抗静电要求较高的场所使用的内饰物如座椅套、地毯等采用间位芳纶基导电纤维加工，既可防火又可以抗静电。

3 间位芳纶基导电纤维的应用前景

安全防护类纺织品近年来发展迅速。以抗静电织物为例：国际市场上，多数工作服已采用抗静电织物，如日本70%的工作服采用了抗静电织物。而我国需要阻燃、抗静电等特种防护的作业人员约610万人，分布在冶金、电力、地矿、油田、化工等行业，工人们的安全防护服装基本上还是采用经过阻燃后整理的棉布或涤纶织物，采用的抗静电纤维也以涤纶基或锦纶基导电纤维为主。工作服质量不高、防护性差的问题比较严重。随着我国经济的发展，人们的安全防护意识逐渐强化，芳纶基导电纤维织物的应用范围也将日益扩大。

工业上常用芳纶作为过滤材料，有效促进了环境保护和节能减排的效果。芳纶基导电纤维与芳纶混合使用，既保证了滤料的耐高温性能，又具有良好的抗静电功能，在实现经济和环境效益的同时，有效保障了工作人员的安全，因此具有极为广阔的应用和发展前景。

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