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纖維、織物抗靜電的原理及方法

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樓主
發表于 2015-8-29 11:05:37 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式
本帖最后由 假裝沉默 于 2015-8-29 11:07 編輯 * f' V9 l* c" k5 Q% g
+ h8 n6 [+ \, ^6 T1 H5 @
靜電產生的機理及其散失規律是抗靜電設計的前提和基礎,紡織品抗靜電的基本原理和方法將圍繞著這條主線展開。
: S9 h- q' _7 d一、織物抗靜電的基本原理8 W8 d, u3 ~! Z+ @* K
織物抗靜電的基本原理可以概括為減少靜電的產生,加快靜電的泄漏,造成使靜電能夠中和的條件。
* h; {/ V: ~+ {8 g0 Q  G5 }+ V二、影響織物抗靜電效果的主要因素4 S* q8 F( H/ s9 C' _' S3 N
1.比電阻的影響 + e5 t4 B5 E! m; K$ ]3 X) d
材料的比電阻是織物抗靜電設計中必須要考慮的一個重要因素。材料的比電阻除了和材料本身的種類有著非常密切的關系之外,還受到回潮率的影響,而材料的吸濕性能主要取決于材料的自身結構,以及纖維表面和內部親水基團的多少及排列情況。因此,只要設法降低材料的比電阻,就能加快靜電荷的泄漏,降低其危害。采用導電纖維嵌織和交織的方法,其最終的目的是降低材料的表面電阻,加快電荷的泄漏和中和。根據經驗,其表面比電阻和織物抗靜電性的關系見下表。5 \! `. p, L, J$ g' ?4 W4 x5 B* y7 K
表面比電阻與織物抗靜電性的關系
/ b! I5 d$ I$ D5 _. _0 c+ m7 a
lgρs
  
  
抗靜電性
  
  
lgρs
  
  
抗靜電性
  
  
>13
  
  
  
  
10~11
  
  
較好
  
  
12~13
  
  
  
  
<10
  
  
很好
  
  
11~12
  
  
中等
  
  
  
  
[/tr]
# g$ E7 S; [) q% N* [
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2 #
 樓主| 發表于 2015-8-29 11:10:44 | 只看該作者
2.摩擦材料的影響 ( A4 R. w2 K! o% j
不同材料摩擦,可以產生不同的結果。根據靜電摩擦序列,按照柯恩(Coehn)法則,總是序列中前端(介電常數較大者)帶正電,后端的(介電常數較小者)帶負電,且帶電量可按公式估算。
: [" \! |9 `+ o9 W, PQ=k·(ε-ε
* M$ A$ ~( N/ D& ]: n8 N/ ^; u# X9 Q式中:Q———帶電量;
+ Z( O% t7 D0 y, Pk———比例系數;5 V4 G) I# X/ [2 K
ε,ε———分別是參與摩擦的兩種材料的相對介電常數。
( E8 X. ~! \* q6 m& y根據公式,材料的選擇應考慮材料在靜電序列中的位置,達到降低靜電的目的。( c2 _: h; R' ~
3.摩擦條件的影響 
6 G& W7 A: a: a. A' P" T摩擦次數、摩擦速度、摩擦力對產生的靜電都有顯著影響,在實際和設計時,應給予考慮和關注??傊?,設法降低或削弱摩擦條件,一定程度上可以達到降低靜電的危害。+ u5 U1 P, B; E
4.環境條件的影響 
+ U$ H& I# P; \) G& b5 Z. P2 I* Y周圍環境的溫度和濕度,以及周圍的空氣中的離子化程度,對靜電的產生和泄漏都有顯著的影響,在高溫、干燥的環境下,靜電的產生和積累將更加嚴重和明顯,如在我國的北方,尤其是在冬季時,靜電現象非常嚴重。另外,空氣中的離子化程度狀態也有影響,如果存在相反極性的電荷,將有利于靜電荷的泄漏;如果存在相同極性的電荷,將不利于靜電荷的泄漏。因此,使用場合和條件在設計時,應有針對性地加以考慮。$ j6 \4 n, R% z" ^3 G3 ^
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3 #
 樓主| 發表于 2015-8-29 11:11:58 | 只看該作者
三、織物抗靜電的基本方法
: v( y" t! X0 a1 t+ m6 r1.表面處理法
) L& R: @7 }1 R) C: J+ Q(1)采用表面活性劑對纖維或織物進行親水化處理,提高纖維的吸濕性,從而降低紡織品的比電阻,加快電荷逸散。此類方法的抗靜電效果難以長久保存,耐洗滌效果差,且在低濕度條件下不顯示抗靜電性能。此外,在紡織材料界面上涂敷的抗靜電油劑,使材料之間不能充分、直接的摩擦、接觸,從而可以減少電荷的轉移,即減少靜電荷的產生量。6 W& f5 @1 Q/ p5 n4 h
(2)使表面活性劑分子疏水端吸附于纖維表面,親水性基團指向空間,形成極性界面,吸附空氣中的水分子,降低纖維或織物的表面比電阻,加速電荷逸散,這是大多數抗靜電劑發揮作用的主要方式。
* d/ [* x9 \1 y(3)離子化:離子化的抗靜電劑本身具有良好的導電性,這種油劑分子在表層水分子的作用下發生電離,顯著提高了纖維表面的導電性,同時可通過中和表層電荷的方式消除帶電??轨o電整理劑根據其化學結構分為陽離子型、陰離子型和非離子型;按使用目的可以分為耐久性和非耐久性。
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 樓主| 發表于 2015-8-29 11:14:16 | 只看該作者
5 C8 D1 x0 {8 T
2.化學改性方法 - R. l; h$ g" w
對成纖高聚物進行共混、共聚合、接枝改性引入親水性極性基團,或在纖維內部添加抗靜電劑,制取抗靜電纖維。這兩種方法的共同特點是提高纖維的吸濕性能,加快電荷的散逸。由抗靜電纖維制造紡織品、或混用較高比例到普通合成纖維中,可消除加工和使用中的靜電問題,但其仍以高濕環境作為電荷散逸的必要條件。5 t5 c% m( c% x$ C9 d9 N
3.導電纖維的混紡或嵌織 
6 }7 i6 W2 d: E3 H3 Q6 O% v5 C導電纖維包括金屬纖維、碳纖維、有機導電聚合物纖維等導電均一型導電纖維;在合成纖維外層涂覆炭黑等導電成分的導電質———包覆型導電纖維;炭黑或金屬化合物高聚物通過復合紡絲得到的導電物質———復合型導電纖維。導電纖維的應用使紡織品抗靜電效果顯著、耐久而不受環境濕度的影響,并可應用于防靜電工作服等特種功能性紡織品。目前導電纖維的研究開發及應用正成為研究的熱點。2 l! ^" f; O9 m8 G: i2 p( W2 {. @' ~
4.靜電序列的利用 
- e' P9 X8 [; a$ u利用材料在靜電序列位置的不同,進行不同纖維的混紡或交織,可達到降低靜電的目的。此種方法,可以有一定作用,但局限性比較強,應用受到限制。
  s% B( o- u0 a
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