4-抗靜電纖維及紡織品-產業(yè)用功能纖維及紡織品-教學課件

第四章抗靜電、導電纖維及紡織品第一節(jié)概述靜電產生的機理 原子對價層電子的吸引力不同，電負性大的材料會吸引電負性小的材料上的電子，使電子發(fā)生轉移，從而使材料帶電。 起電現象：使材料產生電荷的過程。 靜電現象：材料帶電及由此所引起的行為。 環(huán)境相對濕度對靜電性能影響較大；此外，材料靜電性能還與環(huán)境溫度、摩擦形式及摩擦條件有關羊毛錦綸粘膠纖維棉絲麻醋酸纖維維綸滌綸腈綸氯綸丙綸乙綸氟綸纖維及其制品在生產加工和使用過程中，由于受到摩擦、牽伸、壓縮、剝離及電場感應和熱風干燥等因素的作用而產生靜電。纖維與金屬材料摩擦后所產生的帶電序列：+-摩擦起電的機理常用偶電層理論解釋

兩種材料的電負性差值越大，電量Q越大，接觸面積間距越小，電容C越大，則電位差越大。

纖維材料的靜電性能既取決于材料的分子組成和原子結構，又與材料及制品在使用中所處的環(huán)境條件及摩擦狀態(tài)密切相關。

環(huán)境相對濕度對靜電性能影響較大；此外，材料靜電性能還與環(huán)境溫度、摩擦形式及摩擦條件有關。（+）-NH2>-OH>-COOH>-OCH3>-OC2H5>-COOCH3>-Cl(-)靜電的危害 1.影響服裝的穿著性能

裙抱腿、吸附灰塵頭皮屑、刺癢感、電擊感等 2.引發(fā)意外事故

引爆汽油桶、醫(yī)院的乙醚麻醉室、工廠的粉塵，靜電使降落傘打不開等事故均有發(fā)生 3.影響人體健康 血壓升高；鈣流失；皮膚過敏等 4.影響紡紗織造產品質量 5.影響染整加工過程

靜電效應僅在不需要靜電的場合下是負效應，在其他場合下可能會成為正效應靜電的消除 一、紡織材料抗靜電原理 抗靜電就是指抗靜電織物能夠將電荷轉移效應減到最小，防止靜電的聚集，減少與制品的摩擦 方法： 1.提高纖維的親水性 纖維吸濕能力愈強，愈不易產生靜電。 2.電荷中和法 處于靜電序列兩端的兩種材料混合應用，使電荷中和 3.靜電逸散法

采用防止靜電產生或者導電的方法，后者用的較多。通常采用導電纖維來減少靜電電荷的產生和積累、逸散靜電電荷，克服靜電干擾。同時，某些導電纖維還可以用來阻隔或吸收電磁波，對電子設備和人體起到防護作用。導電纖維通常指電阻率小于107Ωcm的纖維。導電纖維根據材質和結構不同可分為四種類型:(1)導電成分均一型導電纖維此類的纖維具有單一的成分，纖維的各個部位均為同一材料，導電性能優(yōu)良，體積比電阻通常在(10-3～1O-5Ωcm)，如金屬纖維、碳纖維、導電聚合物纖維等。(2)導電成分共混型導電纖維是在普通合成纖維紡絲過程中以共混方式添加銀粉、銅粉、炭粉、石墨粉、金屬化合物等，使滌綸、錦綸、腈綸等合成纖維具有一定導電性。(3)導電成分包覆型導電纖維以普通合成纖維為基體，在纖維表面通過物理、機械或化學方法包覆一層碳黑、金屬或導電高分子等導電物質所形成的導電纖維。此類導電纖維可獲得較低的電阻率，導電成分都分布在纖維表面，易于為周圍普通纖維攜帶的靜電電荷提供導電通道，所以抗靜電性能優(yōu)良。但在摩擦和反復洗滌后皮層導電物質較易剝落，導致導電性能和抗靜電性能下降。導電成分包覆型導電纖維的導電層形成方法有電鍍法、縫隙式機械涂敷法、嵌碳法、滲入法、絡合法等。(4)導電成分復合型導電纖維采用復合紡絲的方法將高濃度的導電成分與普通成纖高聚物共混作為一種組分，以同樣的普通成纖高聚物為另一組分，紡成皮芯型、多點海島型、并列型、三葉型等截面結構的導電纖維。皮芯型導電纖維可以是皮層導電、也可以是芯部導電；多點海島型導電纖維通常有3～4個島起到導電作用；并列型截面通常是三明治結構，中間的夾層為導電層。復合型導電纖維有導電物質外露時，有利于為附近的靜電電荷提供逸散通道，有較好的抗靜電效果。復合紡絲法制得的有機導電纖維中導電組份沿纖維軸向連續(xù)，易于電荷逸散。導電成分在復合結構中受到保護，有良好的耐久性，是目前應用最廣的結構形式。靜電的消除 二、紡織品防靜電方法 實際生產常用的是提高周圍環(huán)境濕度和增加纖維材料電導率方法。 方法： 1.用抗靜電整理劑整理織物 2.纖維改性或不同纖維的混紡 3.混紡或嵌織導電纖維第二節(jié)抗靜電、導電纖維及紡織品的生產抗靜電、導電纖維的種類 1.抗靜電劑型抗靜電、導電纖維 抗靜電劑的使用效果取決于用量和諸多外界因素 2.金屬系抗靜電、導電纖維 導電性能好、電阻率低、但纖維手感較差 3.炭黑系抗靜電、導電纖維 產品顏色單一，且炭黑容易脫落手感不好 4.高分子型導電纖維 手感好，但穩(wěn)定性差 5.納米級金屬氧化物型抗靜電纖維 合成導電纖維諸多手段中最時尚、最有潛力的方法之一抗靜電、導電纖維的生產抗靜電整理 利用抗靜電劑對纖維進行整理，有兩大類： 1.外部抗靜電方法：使用外部抗靜電劑附著在纖維表面 暫時性抗靜電處理 耐久性抗靜電處理 2.內部抗靜電法： 紡絲前對纖維聚合物進行改性 用共混紡絲法 在纖維表面涂覆可導電的金屬或炭黑 內部抗靜電劑應具備：高效性、熱穩(wěn)定性、相容性、及對聚合物的性能沒有不利的影響抗靜電、導電纖維的生產纖維的化學改性

1.共聚法：在疏水性合成纖維大分子主鏈上引入親水性、導電性成分 2.共混法或復合法：在聚合或紡絲時,將高聚物或其切片與抗靜電成分混合紡絲,可以制得抗靜電性合成纖維鑲嵌或混紡導電纖維第三節(jié)抗靜電織物的生產抗靜電織物的服用性能與設計要求抗靜電織物生產方法

1.纖維表面處理法：添加表面活性劑、涂敷導電層 2.共混改性法 3.本體化學改性法：共聚過程中加入親水性單體 4.復合紡絲法制成的抗靜電腈綸 5.導電物質填充抗靜電腈綸抗靜電紡織品的生產工藝

1.前處理工藝 a.燒毛、退煮；b.漂白工藝；c.絲光；d.色織布的前處理工藝 2.后整理 a.吸濕整理工藝；b.柔軟定型整理；c.注意事項第四節(jié)抗靜電紡織品性能測試紡織品抗靜電性能參數及標準

靜電測試包括危險靜電源參數測試、材料和制品靜電性能檢測以及易燃易爆物品靜電感度的測試。 主要參數有電阻率、泄露電阻、電荷面密度及半衰期、摩擦帶電電壓及半衰期等紡織品抗靜電性能測試方法 1.織物纏貼性測試 2.電阻率測試 3.摩擦帶電電壓測試 4.半衰期測定 5.吸灰高度法紡織品靜電性能檢測：紡織品靜電性能檢測：

GB/T12703-1991是我國目前最系統(tǒng)、最完備的紡織品靜電測試方法標準，提出了六種測試方法 A法（半衰期法）：不適合含導電纖維織物 B法（摩擦帶電電壓法）：不適合含導電纖維織物 C法（電荷面密度法）：適合各種織物 D法（脫衣時的衣物帶電量法）：限于服裝 E法（工作服摩擦帶電量法） F法（極間等效電阻法）抗靜電纖維antistaticfiber不易積聚靜電荷的化學纖維。在標準狀態(tài)下體積電阻率小于1010Ω·cm的纖維或靜電荷逸散半衰期小于60s的纖維。有暫時性和耐久性兩種。加工方法有：(1)用抗靜電劑進行表面處理；(2)用親水性聚合物整理劑處理；(3)與含導電或抗靜電性能的聚合物復合紡絲或共混紡絲；(4)與抗靜電單體共聚。用于加工各種服裝、地毯、礦山輸送帶、汽車內裝飾用品和特殊無塵、無菌、無靜電工作服?？轨o電纖維的種類1）表面活性劑添加型纖維：為制備效果相對耐久的表面活性劑添加型抗靜電纖維，可采用將表面活性劑添加到紡絲液中進行共混紡絲的方法，利用表面活性劑從內向外的不斷遷移擴散，使纖維表面長期含有表面活性劑。2）共混（成纖聚合物與抗靜電劑）、共聚合（親水性化合物與纖維單體）和接枝改性型抗靜電纖維3）金屬導電纖維（與普通纖維混紡）4）碳素導電纖維（摻雜、涂層、炭化）5）導電聚合物制成的有機導電纖維（聚乙炔、聚苯胺）6）普通合成纖維涂敷導電物質制成的有機導電纖維（表面整理，炭黑、金屬）7）復合紡絲法制成的有機導電纖維導電纖維之分類導電纖維導電成分均一型導電成分複合型導電成分被覆型銅披覆鎳披覆碳纖維銅纖維複合紡絲不鏽鋼纖維導電及抗電磁波纖維

Mainproducersofconductivefibresandyarns.ConductivefibresMetallicfibresCarbonloadedpolymerspolymers+coppersulfideCarbonProducerBekintexSprintMetalR-StatUnitikaDupontKaneboKurarayBASFR-StatCarboneLorraineSoficar

NameBekinoxR-Stat/SBolfurNega-StatBelltronClarettaResistatLinearresistivity10-6to102Ω/c