織物的抗靜電整理

織物的抗靜電整理 紡織材料是電的不良導(dǎo)體，它們具有很高的比電阻。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(yīng)和熱風(fēng)干燥等因素的作用而產(chǎn)生靜電。如果這些靜電荷不能通過各種途徑迅速散失，就會(huì)在材料和加工機(jī)械上逐漸增加:基于靜電的力學(xué)效應(yīng)和放電效應(yīng)，靜電荷的積累達(dá)到一定程度時(shí)將會(huì)引發(fā)各種障礙和危害。隨著化學(xué)纖維特別是合成纖維在紡織上的生產(chǎn)和應(yīng)用越來越廣泛，這些高分子聚合物所固有的高絕緣性和疏水性，使之極易產(chǎn)生靜電的積聚，因此，織物抗靜電已成為急待解決的一個(gè)重要問題。一、靜電的產(chǎn)生及危害1、靜電的產(chǎn)生靜電是由靜電荷產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象，也是指在一定容積或一定表面上產(chǎn)生的正負(fù)電荷在沒有泄漏的情況下保持不動(dòng)，帶有一定電性的狀態(tài)。靜電的產(chǎn)生，現(xiàn)象復(fù)雜，時(shí)今尚無定論，但靜電產(chǎn)生的先決條件是出現(xiàn)電荷聚集即起電。一般認(rèn)為，靜電現(xiàn)象是由兩種不同或相同的物體經(jīng)過接觸或摩擦后，物體間發(fā)生電子移動(dòng)，打破了原來的電性平衡，因而產(chǎn)生靜電。 一般來說，幾乎任何兩個(gè)物體的表面相互接觸摩擦和隨著的分離都會(huì)產(chǎn)生靜電。兩物體表面的電荷特性取決于電子流和摩擦電序列，常用紡織纖維的電序列如下：羊毛 錦綸 蠶絲 粘膠纖維 棉 苧麻 醋酯纖維 維綸 絳綸 腈綸 丙綸當(dāng)兩種纖維織物相互摩擦?xí)r，在電序列中靠左邊的纖維帶正電，而靠右邊的纖維帶等量負(fù)電。如棉與滌綸摩擦，棉一般帶正電，絳綸帶負(fù)電。而棉與蠶絲摩擦?xí)r，則棉帶負(fù)電，蠶絲帶正電。影響纖維帶電量的因素很多，但主要取決于纖維的吸濕性和空氣的相對濕度及摩擦條件。纖維的親水性越好，吸濕越多，帶電量越低。因?yàn)槔w維表面及纖維微毛細(xì)管中容易形成表面水膜或纖維中的水脈，有利于電子或離子的泄逸。天然纖維如棉、毛、絲、麻等吸濕性較高，電阻較低，靜電現(xiàn)象并不嚴(yán)重，而合成纖維由于吸濕性較低、結(jié)晶度高等特性易產(chǎn)生靜電。空氣的相對濕度越低，纖維的吸濕率越低，即使是親水性纖維，也由于回潮率低而易產(chǎn)生靜電。因?yàn)榧词故怯H水性纖維，在絕對干燥的情況下也是絕緣體。纖維表面越粗糙，則摩擦系數(shù)越大，接觸點(diǎn)越多，越容易產(chǎn)生靜電。兩物體表面的相對摩擦速度越快，則點(diǎn)接觸的幾率越大，電荷密度越大，電位差也越高。摩擦?xí)r，纖維間的壓力越大，則摩擦面積越大，帶電量也越大。溫度對纖維材料的靜電量也有影響，溫度提高，電阻下降，帶電量減小。2、靜電的危害 紡織材料在生產(chǎn)加工過程中受各種因素作用而在材料和加工機(jī)械上產(chǎn)生并積累靜電，雖然它們的電流很小，不會(huì)對人身產(chǎn)生生命威脅，但是卻能制造很多麻煩。靜電不僅導(dǎo)致紡織加工困難，如加工時(shí)纖維纏繞機(jī)件、紗線發(fā)毛不能集束、織造時(shí)經(jīng)紗開口不清，而且在紡織品的使用過程中容易吸塵沾污，服裝糾纏人體產(chǎn)生粘附不適感，并對人體有害，如使血液PH值升高,血液中鈣含量下降，尿液中鈣含量增加，血糖升高，維生素C含量下降。靜電嚴(yán)重者還可能引起火災(zāi)、爆炸。因此，抗靜電織物的開發(fā)是非常必要的。二、靜電的消除纖維材料產(chǎn)生的靜電荷其散逸都是通過纖維材料表面的傳導(dǎo)、空氣傳導(dǎo)和纖維材料內(nèi)部擴(kuò)散，其中前二者的作用是電荷逸散的機(jī)制，纖維表面形態(tài)和性質(zhì)決定了纖維材料的靜電性能。因此，常用的紡織品靜電消除方法有：1、對織物表面進(jìn)行整理對合成纖維織物進(jìn)行抗靜電樹脂整理。所用抗靜電劑大多數(shù)是結(jié)構(gòu)與被整理的纖維相似的高分子物，經(jīng)過浸、軋、焙烘而粘附在合成纖維或其織物上。這些高分子物是親水的，因此涂覆在表面上可通過吸濕而增加纖維的導(dǎo)電，使纖維不至于積聚較多的靜電荷而造成危害。2、制造抗靜電纖維抗靜電纖維的制造方法是在合成纖維聚合物內(nèi)部添加抗靜電劑，如磷酸酯、磺酸鹽等表面活性劑，或是引入第三單體，如聚氧乙烯及其衍生物，以使纖維本身具有抗靜電效果。添加在聚合物內(nèi)部的抗靜電劑大多數(shù)具有極性基團(tuán)，這些極性基團(tuán)在聚合體的外層形成導(dǎo)電層或通過氫鍵與空氣中水分相結(jié)合，使聚合體的電阻減少，加速靜電荷的散逸。3、織物中嵌織導(dǎo)電纖維在合成纖維織物中，嵌入導(dǎo)電纖維也是一種有效的消除靜電的方法。導(dǎo)電纖維的現(xiàn)有品種類型有：金屬纖維、碳纖維、有機(jī)導(dǎo)電纖維；碳黑、石墨、金屬或金屬氧化物等導(dǎo)電性物質(zhì)與普通高聚物共混或復(fù)合紡絲制成的導(dǎo)電纖維；導(dǎo)電高分子直接紡絲制成的有機(jī)導(dǎo)電纖維。這些導(dǎo)電纖維從其結(jié)構(gòu)可分為導(dǎo)電成分均一型和導(dǎo)電成分被覆型、導(dǎo)電成分復(fù)合型三類。金屬纖維導(dǎo)電性能好、耐熱、耐化學(xué)腐蝕，但對于紡織而言，金屬纖維抱合力小，紡紗性能差，成品色澤受限制，多用于地毯和工作服面料，制成高細(xì)度纖維時(shí)價(jià)格昂貴；碳纖維導(dǎo)電性能好，耐熱、耐化學(xué)藥品，但模量高、缺乏韌性、不耐彎折、無熱收縮能力，適用范圍有限；有機(jī)導(dǎo)電纖維中由聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等高分子導(dǎo)電材料直接紡絲制成，有機(jī)導(dǎo)電纖維紡絲困難，價(jià)格更高，也難在紡織品中廣泛使用。三、抗靜電整理劑抗靜電整理劑種類很多，根據(jù)抗靜電效果的持續(xù)性可分為耐久性抗靜電劑和暫時(shí)性抗靜電劑；耐久性抗靜電整理劑此類整理劑在織物上具有較好的耐久性，能耐20次以上洗滌。非耐久性抗靜電整理劑對纖維的親和力小，不耐洗滌，常用于合成纖維的紡絲油劑以及不常洗滌織物的非耐久性抗靜電整理。這一類整理劑主要是表面活性劑,包括陽離子型、陰離子型和非離子型。1、陽離子型抗靜電劑：適合滌綸等帶負(fù)電的纖維；有季銨鹽、聚乙烯多胺、烷基胺鹽等。這類抗靜電劑既有良好的抗靜電效果，又有良好的平滑性和吸附性，但毒性較強(qiáng)，耐光性低，會(huì)使染料變色，腐蝕金屬，刺激皮膚，而且耐熱性較差，難以適應(yīng)高溫聚合紡絲的需要，多數(shù)用于表面處理。2、陰離子型抗靜電劑：適合羊毛等帶負(fù)電的纖維；這類抗靜電劑有脂肪酸胺鹽、烷基磺酸鹽、烷基硫酸酯鹽、烷基磷酸酯鹽等。油脂、脂肪酸、高級醇的硫酸脂鹽或磷酸脂鹽的抗靜電劑作用最有效，胺鹽、乙醇胺鹽等的效果相對較差。水溶性好易于洗除。3、非離子型抗靜電劑：這類抗靜電劑有聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、烷基多元醇等；該類抗靜電劑具有一定的耐洗滌性，對皮膚的刺激小、毒性小。四、抗靜電整理效果評定評定抗靜電效果主要是測定織物上的靜電量，而靜電量常用靜電壓、半衰期和表面比電阻來表示。1、表面比電阻：表面比電阻表示纖維材料靜電衰減速度的大小，在數(shù)值上等于材料的表面寬度和長度都等于1cm時(shí)的電阻，單位為。 2、半衰期：半衰期也是衡量織物上的靜電衰減速度大小的物理量，表示織物上的靜電荷衰減到原始數(shù)值一半所需的時(shí)間，單位為s。 3、質(zhì)量比電阻：為一個(gè)均勻樣品長1cm、重1g時(shí)用表示的電阻值，單位是g/cm2。 4、靜電壓：紡織品相互摩擦或與其他物品摩擦以后，摩擦起電或泄電達(dá)到平衡時(shí)的電壓值。紡織材料為減少靜電，一方面是降低摩擦程度，控制電荷的產(chǎn)生；另一方面是提高纖維的導(dǎo)電性能，以加快電荷的泄漏。由于在加工和使用中摩擦現(xiàn)象不可避免，因此制造性能更好的導(dǎo)電纖維是紡織材料抗靜電技術(shù)發(fā)展的基本方向。而紡織生產(chǎn)