紡織品靜電現(xiàn)象及產(chǎn)生原理

　　產(chǎn)生靜電的機(jī)理有多種解釋,紡織材料靜電主要是由于表面間的相互摩擦產(chǎn)生的。紡織材料是電的不良導(dǎo)體,具有很高的比電阻。纖維及其制品在生產(chǎn)加工和使用過(guò)程中,由于受摩擦、牽伸、壓縮、剝離及電場(chǎng)感應(yīng)和熱風(fēng)干燥等因素的作用而易于產(chǎn)生靜電。特別是隨著合成纖維在紡織上生產(chǎn)和應(yīng)用的越來(lái)越多,這些高分子聚合物所固有的高絕緣性和憎水性,使之極易產(chǎn)生、積累靜電。

　　1.　紡織品靜電的危害

　　在民用方面,靜電會(huì)導(dǎo)致紡織品的使用過(guò)程中吸塵沾污,服裝糾纏人體產(chǎn)生粘附不適感,而且有研究表明,靜電刺激會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不利影響。在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面,靜電是火工、化工、石油等加工等行業(yè)引起火災(zāi)、爆炸等事故的主要誘發(fā)因素之一,也是化纖等紡織行業(yè)加工過(guò)程中的質(zhì)量及安全事故隱患之一。隨著高科技的發(fā)展,靜電障害所造成的后果已突破了安全問(wèn)題的界限[3]。靜電放電造成的頻譜干擾危害,會(huì)引起電子、通信、航空、航天以及一切應(yīng)用現(xiàn)代電子設(shè)備、儀器的場(chǎng)合導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)故障、信號(hào)丟失等結(jié)果。因此目前抗靜電紡織品的需求量越來(lái)越大。

　　2　紡織品抗靜電的機(jī)理

　　絕緣體表面的靜電可以通過(guò)三條途徑消失:(1)通過(guò)空氣(霧氣)消失;(2)沿著表面消失;(3)通過(guò)絕緣體體內(nèi)消失。

　　通過(guò)空氣消除靜電,主要依靠空氣中相反符號(hào)的帶電粒子飛來(lái)與絕緣體表面的靜電中和或讓帶電粒子獲得動(dòng)能而飛散。利用尖端放電原理,制成高壓電暈式靜電消除器,已在化纖生產(chǎn)中有應(yīng)用。

　　靜電沿絕緣體表面消失的速度取決于絕緣體表面電阻率的大小。提高空氣的濕度,可以在親水性絕緣體表面形成連續(xù)的水膜,加上空氣中的CO2和其他雜質(zhì)的溶解,而大大提高表面導(dǎo)電性。進(jìn)一步的方法是使用抗靜電劑,主要是離子或非離子型的表面活性劑。

　　靜電通過(guò)絕緣體體內(nèi)的泄漏速度,主要取決于絕緣體的電阻率的大小,一般說(shuō)來(lái),當(dāng)聚合物電阻率小于107Ω·m時(shí),產(chǎn)生靜電荷會(huì)很快泄漏掉。為了提高聚合物的體積導(dǎo)電率,最方便的方法是添加碳黑、金屬粉末或?qū)щ娎w維。

　　纖維高分子材料理論上是比絕緣體,但實(shí)際纖維的導(dǎo)電性比理論估計(jì)值要高,原因在于纖維不是純高分子物質(zhì),其中含有水分、雜質(zhì)等低分子物質(zhì),即纖維導(dǎo)電主要取決于纖維中的附屬物,其次與纖維分子本身的導(dǎo)電性以及外界條件的作用有關(guān)。在表面易電離物質(zhì)導(dǎo)電性較高以及水汽分壓較大的情況下,纖維的導(dǎo)電性會(huì)大大提高。

　　3　紡織品抗靜電的途徑

　　抗靜電織物可分為民用和產(chǎn)業(yè)用靜電防護(hù)服兩大類。靜電防護(hù)服按照最終用途可分為無(wú)塵無(wú)菌工作服、防火防爆工作服、手術(shù)服、安全作業(yè)服(如電力工人工作時(shí)穿的靜電防護(hù)服、導(dǎo)電服等)等。

　　對(duì)纖維進(jìn)行抗靜電處理

用表面活性劑對(duì)纖維進(jìn)行親水化處理

　　作用原理為表面活性劑分子疏水端吸附于纖維表面,親水性極性基團(tuán)指向空間,形成極性表面,吸附空氣中的水分子,降低纖維的表面電阻率,加速電荷逸散。所用表面活性劑包括陽(yáng)離型、陰離子型和非離子型,其中陽(yáng)離子表面活性劑的抗靜電效果最好,高分子量非離子型表面活性劑的抗靜電效果耐久性最好。此法的優(yōu)點(diǎn)為簡(jiǎn)便易行,特別適合于消除紡織加工過(guò)程中的靜電干擾;缺點(diǎn)為抗靜電效果的耐久性差,表面活性劑易揮發(fā),更不耐洗滌,而且在低濕度環(huán)境中不顯示抗靜電性能。

　　對(duì)成纖高聚物進(jìn)行共混、共聚合或接枝改性

　　與前面方法的相同之處是在成纖高聚物中添加親水性單體或聚合物,提高吸濕性,從而獲得抗靜電性能。除普通成纖高聚物與親水性聚合物共混的典型共混紡絲方式外,還有聚合過(guò)程中加入親水性聚合物,形成微多相分散體系的共混方式。例如將聚乙二醇加入到己內(nèi)酰胺反應(yīng)混合物中,聚乙二醇以原纖狀分散于PA6之中。同時(shí)聚乙二醇也有少量端羥基與己內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)后生成的氨基己酸中的羥基反應(yīng),提高了抗靜電性能的耐久性。

　　另外,用共聚合的方式將親水性極性單體聚合到疏水性合成纖維主鏈上,例如在PET大分子中嵌入聚乙二醇,也可提高纖維的吸濕性和抗靜電性能。

　　采用化學(xué)引發(fā)、熱引發(fā)、高能射線和紫外線輻照引發(fā)的接枝于纖維表面,可有效地改善合成纖維的吸濕性,且親水性單體的用量遠(yuǎn)少于其他方法,耐久性好。此類抗靜電纖維仍以提高纖維的親水性來(lái)加速電荷的泄漏,故在相對(duì)濕度低于40%的干燥環(huán)境中,纖維的抗靜電性能將受損失。

轉(zhuǎn)自：世界印染網(wǎng)     編輯：創(chuàng)選寶C