紡織品抗靜電技術及測試評價方法的發(fā)展.doc

紡織品抗靜電技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢091309215 汪佳燕摘要：紡織品靜電現(xiàn)象是一個很復雜的難題，本文論述了紡織品靜電產(chǎn)生的原因及織物抗靜電技術及抗靜電性能測試方法等；概述了近期紡織品抗靜電技術的新發(fā)展以及配套的性能測試方法和評價的進展情況。關鍵詞：紡織品、抗靜電、抗靜電技術。0 前言隨著紡織工業(yè)大量采用合成纖維作為原料紡織產(chǎn)品的品種日益增多。合成纖維具有良好的耐穿性、免燙快干。但合成纖維的疏水性、絕緣性，使其在紡織加工和服裝穿著過程中產(chǎn)生帶電現(xiàn)象給生產(chǎn)和生活帶來很大麻煩，因此，紡織材料的靜電性能越來越引起人們的關注?？墒?，近十年來，我國紡織品的抗靜電技術有了飛速發(fā)展，除應用于專業(yè)工作場所的抗靜電工作服、超凈工作服外，軍隊、武警的常服、作訓服等為了防止靜電干擾及有可能產(chǎn)生的靜電危害也都采用了抗靜電技術，甚至一般民用紡織品如羊絨衫等針織物也添加了有機導電纖維。隨著抗靜電技術的發(fā)展，國家和行業(yè)部門近幾年先后修訂和發(fā)布多項關于紡織品和紡織服裝抗靜電測試方法的新技術標準。本文對紡織品抗靜電技術和測試評價方法歸納如下。1 靜電概述1.1 靜電產(chǎn)生的機理產(chǎn)生靜電的機理有多種解釋。如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)加工和使用過程中，由于受摩擦、牽伸、壓縮、剝離及電場感應和熱風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)和應用的越來越多，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。又如紡織材料在生產(chǎn)加工和穿著使用中，由于摩擦、接觸分離或受其他因素的作用產(chǎn)生靜電荷，回潮率普遍較低的合成纖維制品的電荷積聚現(xiàn)象更加顯著。當電荷的積聚速度大于散失速度時會不斷增加帶電量，如果電荷積聚到一定程度而不能散失，就會給生產(chǎn)或使用帶來困難。1.2 紡織品靜電的危害在纖維加工中，產(chǎn)生靜電將引起繞皮輥或羅拉，紡織品產(chǎn)生靜電不僅導致紡織加工困難。而且在紡織品的使用過程中容易吸附灰塵，服裝糾纏人體產(chǎn)生粘附不適，并產(chǎn)生對人體健康的危害，如使血液pH值升高、血液中鈣濃度下降、尿液中鈣含量增加而鈣流失、體內(nèi)維生素C含量下降等。由于靜電現(xiàn)象的存在，致使紡織品在使用過程中影響其使用性能。嚴重的靜電還可能引起火災、爆炸等安全危害。因此，抗靜電織物的開發(fā)是非常必要的，提高紡織品的抗靜電性能已引起了世界各國的高度重視?？偟膩碚f，靜電的危害主要有：1.2.1在紡織生產(chǎn)過程中，導致纖維纏繞或堵塞機件，半制品或紗線發(fā)毛、斷頭，織造時經(jīng)紗開口不清，以及織物折疊不齊等現(xiàn)象，影響生產(chǎn)的順利進行。1.2.2 紡織品使用中，靜電電荷的積聚易引起灰塵附著，服裝糾纏肢體產(chǎn)生粘附不適感。1.2.3 靜電會干擾電子儀器的正常工作，嚴重時會擊穿電路，損壞電氣部件。1.2.4 在石油、化工、煤炭等行業(yè)易引起爆炸、燃燒。1.2.5 對航空航天事業(yè)來說，如空中降落傘與空氣摩擦產(chǎn)生靜電，導致傘不能打開，發(fā)生事故。2紡織品抗靜電技術2.1 紡織品抗靜電基本原理通常靜電現(xiàn)象是電荷發(fā)生過程(電荷移動、電荷分離)和消失過程(電暈放電、靜電泄漏)復雜交錯而產(chǎn)生的現(xiàn)象。實際的靜電荷水平是這兩個相反過程達到動態(tài)平衡的過程?？椢锟轨o電的基本原理及方法可以概括為：2.1.1減少靜電的產(chǎn)生；2.1.2加快靜電的泄漏：2.1.3造成使靜電能夠中和的條件。2.2 傳統(tǒng)的抗靜電的方法傳統(tǒng)的紡織品抗靜電加工方法有：2.2.1采用抗靜電纖維抗靜電纖維具有較高的吸濕性和平衡回潮率，能吸附空氣中的水分子，使紡織品具有較好的抗靜電性能，即不易產(chǎn)生靜電，對已經(jīng)產(chǎn)生的靜電比較容易逸散。2.2.2施加抗靜電劑抗靜電機理同抗靜電纖維。2.2.3不銹鋼纖維混紡利用金屬纖維良好的導電性能使已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷容易逸散。2.2.4有機導電長絲嵌織或有機導電短纖維混紡抗靜電機理與不銹鋼等金屬導電纖維類似，即起到容易造成電荷逸散的效果。對于有機導電纖維而言，不但有采用碳黑為導電物質(zhì)的灰色產(chǎn)品，也有以金屬氧化物、金屬碳化物為導電物質(zhì)的白色或接近白色的有機導電纖維。2.3 紡織品抗靜電的基本方法根據(jù)靜電產(chǎn)生的機理，靜電的泄漏規(guī)律以及影響靜電的主要因素，紡織品抗靜電主要有以下幾種方法：2.3.1使用抗靜電整理劑抗靜電整理劑根據(jù)其化學結(jié)構(gòu)分為：陽離子型、陰離子型和非離子型；按使用目的可以分為：耐久型和非耐久型。當材料加入抗靜電劑后，通過提高聚合物材料的導電性能或電子的傳遞能力，能夠提高其抗靜電作用。2.3.2化學改性方法一般合成纖維比電阻多在1013 Qcm以上，通過吸濕改性方法，可以使纖維達到抗靜電的水平?；瘜W改性一般是將成纖聚合物與某些具有特定抗靜電功能基團的高分子化合物如聚丙烯酸的衍生物 (季胺、磺酸、羧酸等)進行接枝共聚或?qū)⒂H水性聚合物與PET共聚，聚合物大分子上引入的這類抗靜電化合物具有良好的熱穩(wěn)定性、抗靜電性和較好的耐久性。2.3.3導電纖維的混紡或嵌織將天然纖維或化學纖維與一定比例的導電纖維混紡，經(jīng)紡織加工成抗靜電織物。本方法抗靜電性能長期有效，不受工作環(huán)境影響，服用性能好。目前不銹鋼纖維與天然纖維或化纖的混合紡絲問題基本解決，但仍然存在混紡不均勻，不銹鋼纖維的上色難等問題。有機導電纖維一般以滌綸基加碳處理，也存在顏色深、色系不全等問題。此外，利用放電效應如將有機硅導電絲以一定間隔嵌入紡織品中，或?qū)⒔饘倮w維混入經(jīng)緯紗中并以一定間隔嵌入織物中(混入量為0.5l)，也是較常采用的方法。2.4紡織品的抗靜電加工方法靜電消除的機理主要是分散泄露消除靜電和電暈放電消除靜電。具體的方法有以下幾種：2.4.1使用抗靜電整理劑當材料加入抗靜電劑后，通過提高聚合物材料的導電性能或電子的傳遞能力，能提高其抗靜電作甩。2.4.2提高纖維吸濕性可以通過纖維接枝改性或與親水性纖維混紡和交織，提高纖維吸濕性。例如用引發(fā)劑等使材料表面主鏈上部分地產(chǎn)生自由基或離子，再與丙烯酸等親水性單體接枝聚合。2.4.3混紡和嵌織導電纖維將高分子材料與導電材料混用，使之成為始終具有抗靜電性能的導電材料。導電材料主要有金屬纖維、石墨、金屬涂層材料、含導電性炭黑聚合物的覆蓋或復合材料等。方法2.4.1與方法2.4.2消除靜電的原理是提高織物回潮率，降低絕緣性加速靜電的泄漏。因為水具有相當高的導電能力，所以只要吸附少量水就能明顯地提高聚合物的材料的導電性。水也能為電荷提供轉(zhuǎn)移介質(zhì)，促進離子向相反的電極移動。天然纖維，如棉、羊毛和蠶絲都是親水性纖維因為它們都是能和水形成大量氫鍵的聚合物組成。導電需要介電常數(shù)高的介質(zhì)，而水具有非常高的介電常數(shù)，而且當水減少時，可以從在氣中得到補充。用表面活性劑對紡織品進行親水化處理，提高纖維的吸濕性，從而降低紡織品的電阻率，加快電荷逸散。此類方法的抗靜電效果難以長久保存，耐洗滌性能差，且在低濕度環(huán)境中抗靜電性能較差。方法2.4.3消除靜電的原理是通過電暈放電而實現(xiàn)，靜電荷積蓄在織物纖維表面，當靜電電荷累加超過一定限度時就會放出火花，這便產(chǎn)生靜電危害。如果在織物中植入導電纖維，由于織物表面積電阻大大降低，靜電被隨時放電靜電荷無法累積達到放電的電量，所以具有抗靜電能力。2.4.5利用帶電性能不同的纖維利用兩種摩擦帶電性能不同的纖維交織交并，在使用過程中產(chǎn)生極性相反的靜電荷，靠靜電荷相互中和來消除靜電。2.5抗靜電新技術近幾年又出現(xiàn)并推廣了兩類導電纖維，可應用于紡織品的抗靜電加工。2.5.1鍍銀纖維或長絲由于銀纖維具有良好的抗菌作用和導電性能，故紡織品含較少鍍銀纖維（1%左右）時就有抗菌功能及良好的抗靜電功能，如果在鍍銀纖維使用時使之在織物內(nèi)形成導電的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)且這個結(jié)構(gòu)相對比較致密，還可以具有良好的電磁屏蔽效果。針對抗靜電功能而言，由于銀纖維的導電性能好，靜電荷的逸散能力強于有機導電纖維，故一般而言，抗靜電效果優(yōu)于有機導電纖維。2.5.2導電高分子材料如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。這些導電高分子是在近幾年才開始進入工程應用的?，F(xiàn)在導電高分子已經(jīng)可以制成纖維或者涂料，其具有較低的電阻率，可以作為紡織品抗靜電加工的一種新型原料。3 抗靜電技術發(fā)展趨勢3.14 結(jié)論隨著集成電路等容易受到靜電損失的微電子器件的大量使用，靜電造成的危害日益突出。因此，抗靜電是紡織品的一個常用功能，應該不斷發(fā)展。為了克服靜電釋放的問題，許多研究人員正在研發(fā)具有：耐久性抗靜電、靜電逸散快、微塵粒子產(chǎn)生機會低、抗腐性和舒適性能好等特性的復合型抗靜電紡織材料，抗靜電產(chǎn)品的類型在不斷發(fā)展和完善。同時抗靜電產(chǎn)品的標準及相應的測試方法標準也應該不斷完善。5 參考文獻1、李新娥，盧士艷.裝飾與產(chǎn)業(yè)用紡織品.鄭州大學出版社，2003.2、沈蘭萍.新型紡織產(chǎn)品設計與生產(chǎn).中國紡織出版社，2001.3、高嬋娟，馬峰，荊學謙.抗靜電織物的性能測試J .棉紡織技術，2005.4、吳紅玲.淺談紡織品抗靜電整理技術J .四川絲綢， 2007(2).5、倪玉婷.紡織品的抗靜電技術J .天津紡織科技，2002.6、伏廣偉，賀顯偉.