采用浅色纳米氧化锡（掺锑）为导电组分,以钛酸酯偶联剂对其进行表面亲有机化改性处理,以低分子蜡为分散剂,另外填加少量抗氧剂,用双螺杆挤出机制得导电聚丙烯母粒,利用熔融纺丝工艺,纺制出一种新型导电聚丙烯纤维,并对纤维进行了拉伸和热定型等后处理。 通过正交实验,用沉降体积法表征粉体表面改性效果,对影响粉体表面改性效果的各因素进行了分析,可知偶联剂用量影响最大。通过对两种改性方法的对比分析可知,超声波分散法的改性效果比较好。 研究表明,偶联剂的使用大大增加了无机粉体与高聚物的相容性,促进了粉体在高聚物中的分散;聚乙烯蜡分散剂单独使用分散效果较差,其与偶联剂配合使用的效果好于其单独使用的效果;分子量为4000的分散剂分散效果比较好,用量为3%比较合适。干法处理中,偶联剂用量为2%～3%左右,造粒温度选择230℃上下比较合适,二次造粒工艺效果不好。 研究发现,纳米SnO₂的加入使聚丙烯的结晶温度提高,结晶度有所增大,形成多重、完善程度不同的结晶结构;聚丙烯在加入纳米SnO₂前后晶型没有发生变化,都是标准的α晶型。 研究表明,纤维中掺混20%的导电粉是比较合适的量,体积比电阻达到10⁶Ω·cm,较纯聚丙烯纤维下降了9个数量级,导电性能优良;纤维经过拉伸之后,体积比电阻值略有下降,随着拉伸倍数的增加,断裂强度增加:当拉伸6倍时,大部分纤维的断裂强度基本上都能达到3.0 CN/dtex左右,拉伸温度在110℃上下是比较合适。 另外,本研究还采用FTIR、TEM、SEM和DSC对导电粉体的表面状态,粉体在母粒中的分散状态以及纤维导电性能和力学性能进行了分析研究,对纤维的沸水收缩率和耐酸碱性能进行了分析。