炭黑在化纖中的應(yīng)用主要是作為抗靜電、導(dǎo)電劑和染料。
一、炭黑在抗靜電纖維中的應(yīng)用
抗靜電纖維是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下電阻率小于1010Ω· cm的纖維或靜電荷逸散半衰期小于60s的纖維，在紡織加工和其制品的使用過程中能夠降低靜電電位或使靜電電位消失的纖維，有暫時性和永久性兩種抗靜電纖維。靜電產(chǎn)生的原因是因為大分子以共價鍵結(jié)合，不能電離，也不能傳遞電子，再加上大分子基團(tuán)極性小、疏水性大、電荷不易逸散，電阻率高達(dá)1012Ω~1013Ω· cm,所以合成纖維易產(chǎn)生靜電。抗靜電纖維具有體積電阻率小，靜電易于消除，加工和安全性能良好等優(yōu)點，而其物理、化學(xué)性能基本上不受影響。主要品種有黏膠、滌綸、錦綸和腈綸等抗靜電纖維。
抗靜電纖維主要用于對抗靜電要求較高的部門或行業(yè)，例如，制造防塵服，無菌、無靜電工作服，防爆除塵用品，過濾氈，濾塵袋，防電磁波輻射材料,地毯，礦山運(yùn)輸帶，汽車內(nèi)裝飾用品等。
抗靜電纖維的制造方法有多種，其中，抗靜電長期有效且經(jīng)濟(jì)的方法是利用熔融紡絲法將炭黑加入至到化學(xué)纖維中制備成抗靜電纖維，制造方法如下：
(1)共混法
在聚合成的絲時，將聚合物或切片與炭黑粉體混合紡絲，可以制得抗靜電纖維。為了提高炭黑的分散性能，一般利用偶聯(lián)劑對炭黑進(jìn)行表面處理。常用的的偶聯(lián)劑有硅氧烷類、氨基硅氧烷類、乙二醇。
此法制備的抗靜電纖維，抗靜電效果相對耐久，這是因為炭黑粒子在纖維截面中以較高的密度存在。沿纖維軸向推列，在纖維內(nèi)部形成運(yùn)送或傳導(dǎo)電荷的低電阻通路，纖維內(nèi)部和外層表面都可以使電荷迅速逸散，抗靜電效果顯著提高。
(2)添加炭黑抗靜電母粒紡絲法
利用乙二醇或其他偶聯(lián)劑將炭黑表面進(jìn)行處理，將處理后的炭黑粉體與聚合物載體，如聚酯切片，一起通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，制得炭黑抗靜電母粒。再將母粒和紡絲切片混合均勻后，通過熔融紡絲就可制得抗靜電纖維。采用此法，可以保證炭黑具有較好的分散性能及較好的導(dǎo)電性能。
(3) 復(fù)合紡絲法
這是目前制備抗靜電纖維常用的方法。 如制成海島型或芯鞘型復(fù)合纖維，其中島相或芯部為含抗靜電劑的聚合物組分，而作為海相或鞘部的基體聚合物對抗靜電組分有保護(hù)作用，以保持長期的抗靜電性能，同時不影響纖維原有的風(fēng)格和力學(xué)性能。
