抗靜電纖維和導(dǎo)電纖維

抗靜電纖維和導(dǎo)電纖維主講內(nèi)容靜電與防護(hù)導(dǎo)電纖維抗靜電纖維實(shí)際影響產(chǎn)生原因消除方法概況發(fā)展過程應(yīng)用前景概況加工方法應(yīng)用前景靜電產(chǎn)生原因

靜電產(chǎn)生的方式有很多，如接觸、摩擦、沖流、冷凍、電解、壓電、溫差等，但主要的有三種形式：1）摩擦起電2）接觸分離起電3）感應(yīng)帶電靜電與紡織品加工

紡織材料靜電主要是由于表面間的摩擦產(chǎn)生的。紡織材料是電的不良導(dǎo)體，具有很高的電阻率。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(chǎng)感應(yīng)和熱風(fēng)干燥等因素的作用而產(chǎn)生靜電。靜電與紡織品加工

在民用方面，靜電會(huì)導(dǎo)致紡織品的使用過程中吸塵沾污，服裝糾纏人體產(chǎn)生粘附不適感，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、石油等加工行業(yè)引起火災(zāi)、爆炸等事故的主要誘發(fā)原因之一，也是化纖等紡織品行業(yè)加工過程中的質(zhì)量及安全事故隱患之一消除方法材料若要有良好的抗靜電作用，一般要求其靜電衰減時(shí)間≤1秒，亦即質(zhì)量比電阻在1010～1011兆·cm以下。1.提高纖維的親水性提高織物的親水性，可以涂抹表面活性劑，或在纖維生產(chǎn)時(shí)添加吸水性好的微粒。2.電荷中和法將處于靜電序列兩端的兩種纖維材料混合應(yīng)用，這種中和不是消除電荷，而是抵消表面電荷。3.靜電逸散法采用導(dǎo)電纖維將紡織品上的靜電導(dǎo)走的方法。導(dǎo)電纖維

導(dǎo)電纖維通常是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(20℃,65%相對(duì)濕度)比電阻在102～1088.cm的纖維。比電阻在109～10128.cm的纖維一般作為抗靜電性能。這些纖維基本上屬于電子導(dǎo)電為機(jī)理的功能纖維,可以通過電子傳導(dǎo)和電暈放電而消除靜電。導(dǎo)電纖維的分類導(dǎo)電纖維{金屬系碳黑系金屬化合物系{金屬纖維金屬涂層、鍍層纖維{碳纖維碳黑混煉型纖維{涂層型纖維復(fù)合紡纖型纖維{化學(xué)反應(yīng)型纖維復(fù)合紡絲型纖維導(dǎo)電纖維導(dǎo)電填料體積電阻(cm

)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)金屬鹽10-2淺色填充量大碳黑10-2高性價(jià)比，用途廣泛，重量輕，耐腐蝕，導(dǎo)電性可調(diào)顏色深，不適于潔凈場(chǎng)所石墨10-4對(duì)體系流變性能影響小顏色深碳纖維10-3強(qiáng)度高彎曲模量低碳納米管10-6增強(qiáng)、導(dǎo)熱價(jià)格昂貴金屬粉末10-6導(dǎo)電性能好易氧化，不耐腐蝕，比重大IDP10-4導(dǎo)電性好加工困難，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，環(huán)保和健康導(dǎo)電纖維

導(dǎo)電填料濃度與聚合物表面電阻間的關(guān)系導(dǎo)電纖維

金屬纖維其中以不銹鋼纖維為最多，加工方法主要有拉伸法、熔融紡絲法、切削法、涂布法、結(jié)晶吸出法等。金屬涂層纖維是在基質(zhì)纖維上依靠膠接劑涂覆一層金屬粉末。金屬鍍層纖維是合成纖維織物經(jīng)化學(xué)電鍍后，再解編而成導(dǎo)電纖維導(dǎo)電纖維

炭黑系纖維中碳纖維是由聚丙烯腈、粘膠、瀝青纖維經(jīng)過高溫碳化而成的。碳黑混煉型纖維中涂層纖維加工方類同于金屬涂層法。復(fù)合紡絲型纖維是在紡制復(fù)合纖維中，作為導(dǎo)電組分的那一組分中添加入了20~45％的碳黑粉末，使碳黑在導(dǎo)電組分中沿纖維軸向處于連續(xù)狀態(tài).導(dǎo)電纖維導(dǎo)電纖維的抗靜電機(jī)理導(dǎo)電纖維的抗靜電機(jī)理是使導(dǎo)電纖維之間產(chǎn)生電暈放電。電暈放電是一種很緩和的放電形式，當(dāng)靜電壓達(dá)到一定的數(shù)值后，即產(chǎn)生無(wú)火花的電暈放電使靜電消除。這種現(xiàn)象通常認(rèn)為是織物中的導(dǎo)電纖維，在靜電場(chǎng)的作用下，使周圍的空氣產(chǎn)生電離作用而形成正負(fù)離子，正負(fù)離子中的一種與織物所帶靜電荷相反而中和。導(dǎo)電纖維發(fā)展過程抗靜電技術(shù)的發(fā)展過程第一階段：采用吸濕性抗靜電劑對(duì)纖維或織物進(jìn)行表面處理，或通過本征型靜電逸散聚合物(IDP)與普通聚合物共混或共聚而得到抗靜電纖維。這兩種抗靜電纖維都是基于吸濕放電原理來降低紡織品的比電阻，加快電荷逸散，其制成品的表面電阻ρs一般在109~1012。缺點(diǎn)：對(duì)環(huán)境相對(duì)濕度依賴性較大，當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度40%時(shí)，抗靜電性急劇下降。耐久性差：纖維中抗靜電組分有向纖維表面的富集趨勢(shì)，使其耐久性和手感較差。導(dǎo)電纖維發(fā)展過程第二階段：金屬纖維和導(dǎo)電物質(zhì)表面涂敷。金屬導(dǎo)電纖維：首先由美國(guó)的Bekaert公司在上世紀(jì)60年代生產(chǎn)的。金屬纖維具有導(dǎo)電性好、耐熱、耐化學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，但彈性差、伸長(zhǎng)小、粗硬挺直、表面粗糙，在制成細(xì)旦纖維時(shí)，成本較高，與普通合成纖維混紡時(shí)抱合性差。導(dǎo)電物質(zhì)表面涂敷纖維：這種纖維的代表是上個(gè)世紀(jì)60年代末由德國(guó)BASF公司率先開發(fā)出的碳黑型表面涂敷導(dǎo)電纖維?？梢酝ㄟ^物理、化學(xué)等途徑，在纖維表面涂敷和固著金屬、碳、導(dǎo)電高分子等導(dǎo)電物質(zhì)。這種纖維的導(dǎo)電成分都分布在纖維表面，抗靜電效果較好，但在使用過程中，導(dǎo)電物質(zhì)容易脫落，使導(dǎo)電性喪失。

從紡織品開發(fā)的角度來看，宜采用導(dǎo)電纖維或做抗靜電處理，以達(dá)到良好的抗靜電性能。使用導(dǎo)電纖維開發(fā)的抗靜電織物存在的問題是織物的后整理（染色）問題，由于導(dǎo)電纖維大多數(shù)為深色，其染色性能成為一個(gè)問題。導(dǎo)電纖維發(fā)展方向和不足抗靜電纖維抗靜電纖維的種類1）表面活性劑添加型纖維：為制備效果相對(duì)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(jìn)行共混紡絲的方法，利用表面活性劑從內(nèi)向外的不斷遷移擴(kuò)散，使纖維表面長(zhǎng)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抗靜電纖維中文名稱：抗靜電纖維英文名稱：antistaticfiber定義：不易集聚靜電荷，有防止產(chǎn)生靜電和消除靜電作用的纖維。抗靜電纖維抗靜電纖維：用于一般性抗靜電服裝、毛毯等?？轨o電纖維抗靜電機(jī)理抗靜電纖維的抗靜電機(jī)理是通過吸濕使大部分產(chǎn)生的靜電泄漏,屬于利用漏電效應(yīng)。導(dǎo)電纖維的抗靜電機(jī)理主要是當(dāng)導(dǎo)電纖維接近帶電體時(shí),利用電場(chǎng)引起自身電暈放電,使靜電中和,屬于放電效應(yīng)與導(dǎo)電纖維的區(qū)別電暈放電與靜電泄露的顯著區(qū)別是：前者在不接地的情況下也能很好地消除織物上的靜電，而后者則需要接地或在空氣較大的情況下才能使靜電消除。

抗靜電纖維的加工方法纖維或其制品表面處理纖維及其制品的表面接枝施加抗靜電劑不銹鋼纖維混紡抗靜電纖維的加工方法纖維及其制品的表面接枝纖維及其制品表面接枝是用親水性單體在纖維表面接枝聚合。其接枝的方法是利用聚合引發(fā)劑和紫外線、放射性離子等高能射線，在纖維聚合物的一部分主鏈上形成游離基或離子，再與親水性單體反應(yīng)?？轨o電纖維的加工方法施加抗靜電劑纖維內(nèi)部混入抗靜電劑，使纖維本身具有抗靜電性。所用的抗靜電劑