יישום של פחמן שחור בסיבים מוליכים

סיבים מוליכים מתייחסים לסיבים שההתנגדות שלהם היא פחות מ-107Ω·cm במצב סטנדרטי. ניתן להשתמש בסיבים מוליכים בעלי עמידות גבוהה בבגדי עבודה אנטי סטטיים, כפפות, שטיחים, שטיחים, וילונות, עיצוב פנים הרכב, אולפני חדרי מחשבים, בתי חולים ומקומות אחרים הדורשים מיגון מפני חשמל סטטי. סיבים מוליכים עמידים ספציפיים בינוניים משמשים בעיקר בתעשיות נפט, פטרוכימיות, פחם, פלסטיק, גומי ואחרות. סיבים מוליכים בעלי התנגדות ספציפית נמוכה משמשים בעיקר ברדיו, טלוויזיה, מכשירים אלקטרוניים, ציוד מדויק ותחומים אחרים למניעת הפרעות אלקטרומגנטיות.

סיבים מוליכים משתנים לעתים קרובות על ידי שילוב של סיבים אורגניים לא מוליכים ורכיבים מוליכים. שיטה זו מנצלת את קלות הצורה והרכות של הפולימר, לא רק באמצעות שיטות תרכובת שונות ודרגות תרכובת שונות כדי להתאים את מידת המוליכות החשמלית של הסיבים, אלא גם באמצעות מידת האוריינטציה המולקולרית בתוך הפולימר. האניזוטרופיה שלה של מוליכות חשמלית.

שיטת ההכנה הבסיסית של סיבים מוליכים שחורים פחמן

1. שיטת ציפוי פני השטח

סיבים מוליכים ניתן להשיג על ידי ציפוי אבקת פחמן שחור עם קלסר על פני השטח של הסיבים ולאחר מכן ריפוי אותם. הסיבים שהוכנו בשיטה זו הם בעלי מוליכות חשמלית טובה, אך צביעה ועמידות ירודה, תפוקה נמוכה ועלות גבוהה.

2. שיטת טווייה מורכבת

באמצעות השיטה של ערבוב או ערבוב, פחמן שחור מתפזר באופן אחיד בפולימר המטריצה כדי ליצור מרכיב מוליך, ולאחר מכן מורכב ומסתובב עם רכיב לא מוליך (פולימר ראשי) כדי להכין סיב מוליך מרוכב. פולימר הבסיס של הרכיב המוליך כולל פוליאמיד, פוליאסטר, פוליאתילן, פוליאתילן גליקול וכדומה. הרכיבים הלא מוליכים יכולים להיות אותו פולימר, או שניתן לבחור שני פולימרים או יותר.

תהליך סיבים מוליכים טיפוסי

סיבים מוליכים מרוכבים שחורים פחמן עם שחור פחמן (שחור אצטילן, שחור פחמן תעלה, שחור תנור, שחור פחמן מפוצץ תרמי, שחור פחמן רך וכו ') כמרכיבים מוליכים הם בין הסיבים המוליכים המתועשים. המגוון הגדול ביותר. שחור הפחמן המשמש בו דורש התנגדות נמוכה וניתן לפזר אותו היטב בפולימר המטריצה (פוליאמיד, פוליאתילן, פוליאוקסיאתילן, פוליאסטר חומצת שומן וכו '). תכולת הפחמן השחור ברכיב המוליך תלויה בפולימר המטריצה ובסוג הפחמן השחור. באופן כללי, כאשר התוכן של פחמן שחור הוא בין 3% ל 40%, ניתן להבטיח את הסיבוב בצורה חלקה, ואת המאפיינים המכניים של הסיבים לא יופחתו מאוד. כמרכיב הלא מוליך, ניתן להשתמש בפולימרים יוצרי סיבים כגון פוליאתילן טרפתלט, פוליאמיד, פוליאוריתן ופוליאקרילוניטריל. בשל תוספת של פחמן שחור, המראה של הסיב המוליך הוא שחור. על מנת להפחית את המגבלה של המראה השחור על טווח היישומים, ניתן לתכנן ולייצר סיבים מוליכים מרוכבים שחורים מפחמן עם צורות מרוכבות וצורות חתך שונות.