纺织品的抗静电机理

2019-01-26 09:48:30 豫龙纺织 18
新乡市豫龙纺织生产的防静电面料
各种纺织纤维材料在相互接触和摩擦中,虽然都能产生电荷,而且形成的较大带电量接近相等,但不同纤维却表现出不同的静电现象,棉、羊毛、蚕丝织物在加工和服用中几乎不会感到有带电现象,涤纶、腈纶等合成纤维在服用中表现出较强的电击和静电沾污现象。这主要是由于各种纤维的表面电阻有大小,产生静电荷以后的静电排放差异较大。抗静电整理的作用主要是提高纤维材料的吸湿能力,改善导电性能,减少静电现象。
 
正由于水具有相当高的导电性,所以只要吸收少量的水就能明显的改善聚合物材料的导电性。纤维材料的电阻和吸湿率关系很大,随着纤维回潮率的增加,表面电荷降低。
 
天然纤维如棉、羊毛和蚕丝都是亲水性纤维,它们能和水形成氢键。然而,即使是亲水性纤维,在绝对干燥的情况下也是绝缘体。衡量静电大小常用表面比电阻、半衰期和静电压等方法来表示。表面比电阻表示纤维材料静电衰减速度的大小,在数值上等于材料的表面宽度和长度都等于1cm时的电阻,单位是欧姆。
 
电荷半衰期也是衡量织物上的静电衰减速度大小的物理量,它表示织物上的静电荷衰减到原始数值的一般所需要的时间。织物的表面比电阻越大,电荷半衰期越长。因此,如果把纺织材料的表面比电阻降低到一定程度,静电现象就可以消除。
 
纺织品摩擦电压表示纺织品相互摩擦或与其他物品摩擦以后,摩擦起电或泄电达到平衡时的电压值,一般认为静电压在500V以下时,织物就具有抗静电性能。
 
大部分抗静电剂都是吸湿性化合物,例如聚乙二醇、山梨糖醇、甘油等多元醇,吸湿性强的无机盐,例如,氯化锂、氯化钠等均具有抗静电性。通过溶解于水中的正负离子的迁移作用,为电荷的转移提供了介质,提高了导电能力。水较好存在于纤维表面,并且以连续相存在时,才能发挥较大的抗静电性。通过吸湿性化合物的亲水性基团和水形成氢键结合,以此作为极性中心,进一步与水结合,保持水的连续相,发挥良好的效果。
 
通常,离子性抗静电剂比吸湿性的非离子性抗静电剂更为有效。后者主要是作为电解质的导电性的载体作用,例如水洗循环中沉积的杂质离子,通过抗静电剂的吸湿作用而产生导电作用。离子型抗静电剂是导电性高的离子型高聚物或离子交换树脂,其导电能力与外界沉积的离子浓度的大小无关,而且即使分子中没有非离子吸湿基团的情况下,由于离子型基团的高吸湿性,也具有良好的抗静电效果。
 
近年来,导电性合成纤维相继出现。在合成纤维的制造合成中,引入导电性炭粒子、铝粉或不锈钢粉,提高纤维的导电能力,或者进行金属性沉积涂层,如将硫化铜、银、钴、金或镍粉等涂布于纤维表面,都可以制成导电纤维,然而上述方法存在缺陷,因为大部分导电性组分都是有色的物质,即使用量很少也还有色素影响,限制了扩大使用。
 
近年来,抗静电整理除使用抗静电剂以外,采用导电性纤维与导电性较差的合成纤维混纺的方法也是提高抗静电性能的重要途径之一。