4-抗靜電纖維及紡織品-產(chǎn)業(yè)用功能纖維及紡織品-教學(xué)課件

第四章抗靜電、導(dǎo)電纖維及紡織品第四章抗靜電、導(dǎo)電纖維及紡織品1第一節(jié)概述靜電產(chǎn)生的機(jī)理 原子對價層電子的吸引力不同，電負(fù)性大的材料會吸引電負(fù)性小的材料上的電子，使電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，從而使材料帶電。 起電現(xiàn)象：使材料產(chǎn)生電荷的過程。 靜電現(xiàn)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(guān)第一節(jié)概述靜電產(chǎn)生的機(jī)理2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(chǎn)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(yīng)和熱風(fēng)干燥等因素的作用而產(chǎn)生靜電。纖維與金屬材料摩擦后所產(chǎn)生的帶電序列：+-羊毛錦綸粘膠纖維棉絲麻醋酸纖維3摩擦起電的機(jī)理常用偶電層理論解釋

兩種材料的電負(fù)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(jié)構(gòu)，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(guān)。

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(guān)。（+）-NH2>-OH>-COOH>-OCH3>-OC2H5>-COOCH3>-Cl(-)摩擦起電的機(jī)理常用偶電層理論解釋（+）-NH2>-OH4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(chǎn)品質(zhì)量 5.影響染整加工過程

靜電效應(yīng)僅在不需要靜電的場合下是負(fù)效應(yīng)，在其他場合下可能會成為正效應(yīng)靜電的危害靜電效應(yīng)僅在不需要靜電的場合下是負(fù)效應(yīng)，5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?qū)㈦姾赊D(zhuǎn)移效應(yīng)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(qiáng)，愈不易產(chǎn)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(yīng)用，使電荷中和 3.靜電逸散法

靜電的消除6采用防止靜電產(chǎn)生或者導(dǎo)電的方法，后者用的較多。通常采用導(dǎo)電纖維來減少靜電電荷的產(chǎn)生和積累、逸散靜電電荷，克服靜電干擾。同時，某些導(dǎo)電纖維還可以用來阻隔或吸收電磁波，對電子設(shè)備和人體起到防護(hù)作用。導(dǎo)電纖維通常指電阻率小于107Ωcm的纖維。導(dǎo)電纖維根據(jù)材質(zhì)和結(jié)構(gòu)不同可分為四種類型:(1)導(dǎo)電成分均一型導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)電聚合物纖維等。(2)導(dǎo)電成分共混型導(dǎo)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(dǎo)電性。采用防止靜電產(chǎn)生或者導(dǎo)電的方法，后者用的較多。通7(3)導(dǎo)電成分包覆型導(dǎo)電纖維以普通合成纖維為基體，在纖維表面通過物理、機(jī)械或化學(xué)方法包覆一層碳黑、金屬或?qū)щ姼叻肿拥葘?dǎo)電物質(zhì)所形成的導(dǎo)電纖維。此類導(dǎo)電纖維可獲得較低的電阻率，導(dǎo)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(dǎo)電通道，所以抗靜電性能優(yōu)良。但在摩擦和反復(fù)洗滌后皮層導(dǎo)電物質(zhì)較易剝落，導(dǎo)致導(dǎo)電性能和抗靜電性能下降。導(dǎo)電成分包覆型導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電層形成方法有電鍍法、縫隙式機(jī)械涂敷法、嵌碳法、滲入法、絡(luò)合法等。(4)導(dǎo)電成分復(fù)合型導(dǎo)電纖維采用復(fù)合紡絲的方法將高濃度的導(dǎo)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(diǎn)海島型、并列型、三葉型等截面結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電纖維。皮芯型導(dǎo)電纖維可以是皮層導(dǎo)電、也可以是芯部導(dǎo)電；多點(diǎn)海島型導(dǎo)電纖維通常有3～4個島起到導(dǎo)電作用；并列型截面通常是三明治結(jié)構(gòu)，中間的夾層為導(dǎo)電層。復(fù)合型導(dǎo)電纖維有導(dǎo)電物質(zhì)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(fù)合紡絲法制得的有機(jī)導(dǎo)電纖維中導(dǎo)電組份沿纖維軸向連續(xù)，易于電荷逸散。導(dǎo)電成分在復(fù)合結(jié)構(gòu)中受到保護(hù)，有良好的耐久性，是目前應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)形式。(3)導(dǎo)電成分包覆型導(dǎo)電纖維8靜電的消除 二、紡織品防靜電方法 實(shí)際生產(chǎn)常用的是提高周圍環(huán)境濕度和增加纖維材料電導(dǎo)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(dǎo)電纖維靜電的消除9第二節(jié)抗靜電、導(dǎo)電纖維及紡織品的生產(chǎn)抗靜電、導(dǎo)電纖維的種類 1.抗靜電劑型抗靜電、導(dǎo)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(dǎo)電纖維 導(dǎo)電性能好、電阻率低、但纖維手感較差 3.炭黑系抗靜電、導(dǎo)電纖維 產(chǎn)品顏色單一，且炭黑容易脫落手感不好 4.高分子型導(dǎo)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(dǎo)電纖維諸多手段中最時尚、最有潛力的方法之一第二節(jié)抗靜電、導(dǎo)電纖維及紡織品的生產(chǎn)抗靜電、導(dǎo)電纖維的種類10抗靜電、導(dǎo)電纖維的生產(chǎn)抗靜電整理 利用抗靜電劑對纖維進(jìn)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(nèi)部抗靜電法： 紡絲前對纖維聚合物進(jìn)行改性 用共混紡絲法 在纖維表面涂覆可導(dǎo)電的金屬或炭黑 內(nèi)部抗靜電劑應(yīng)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(dǎo)電纖維的生產(chǎn)11抗靜電、導(dǎo)電纖維的生產(chǎn)纖維的化學(xué)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(dǎo)電性成分 2.共混法或復(fù)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(dǎo)電纖維抗靜電、導(dǎo)電纖維的生產(chǎn)12第三節(jié)抗靜電織物的生產(chǎn)抗靜電織物的服用性能與設(shè)計要求抗靜電織物生產(chǎn)方法

1.纖維表面處理法：添加表面活性劑、涂敷導(dǎo)電層 2.共混改性法 3.本體化學(xué)改性法：共聚過程中加入親水性單體 4.復(fù)合紡絲法制成的抗靜電腈綸 5.導(dǎo)電物質(zhì)填充抗靜電腈綸第三節(jié)抗靜電織物的生產(chǎn)抗靜電織物的服用性能與設(shè)計要求13抗靜電紡織品的生產(chǎn)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(xiàng)抗靜電紡織品的生產(chǎn)工藝14第四節(jié)抗靜電紡織品性能測試紡織品抗靜電性能參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)

靜電測試包括危險靜電源參數(shù)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(shù)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第四節(jié)抗靜電紡織品性能測試紡織品抗靜電性能參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)15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：紡織品抗靜電性能測試方法16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(biāo)準(zhǔn)，提出了六種測試方法 A法（半衰期法）：不適合含導(dǎo)電纖維織物 B法（摩擦帶電電壓法）：不適合含導(dǎo)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）4-抗靜電纖維及紡織品-產(chǎn)業(yè)用功能纖維及紡織品-教學(xué)課件17抗靜電纖維antistaticfiber不易積聚靜電荷的化學(xué)纖維。在標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行表面處理；(2)用親水性聚合物整理劑處理；(3)與含導(dǎo)電或抗靜電性能的聚合物復(fù)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(nèi)裝飾用品和特殊無塵、無菌、無靜電工作服。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(dǎo)電纖維（與普通纖維混紡）4）碳素導(dǎo)電纖維（摻雜、涂層、炭化）5）導(dǎo)電聚合物制成的有機(jī)導(dǎo)電纖維（聚乙炔、聚苯胺）6）普通合成纖維涂敷導(dǎo)電物質(zhì)制成的有機(jī)導(dǎo)電纖維（表面整理，炭黑、金屬）7）復(fù)合紡絲法制成的有機(jī)導(dǎo)電纖維抗靜電纖維18導(dǎo)電纖維之分類導(dǎo)電纖維導(dǎo)電成分均一型導(dǎo)電成分複合型導(dǎo)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(dǎo)電及抗電磁波纖維導(dǎo)電纖維之分類導(dǎo)電纖維導(dǎo)電成分均一型導(dǎo)電成分複合型導(dǎo)電成19

Mainproducersofconductivefibresandyarns.ConductivefibresMetallicfibresCarbonloadedpolymerspolymers+coppersulfideCarbonProducerBekintexSprintMetalR-StatUnitikaDupontKaneboKurarayBASFR-StatCarboneLorraineSoficar

NameBekinoxR-Stat/SBolfurNega-StatBelltronClarettaResistatLinearresistivity10-6to102Ω/cm104to106Ω/cm104to105Ω/cm101to104Ω/cmR-Stat/Pand/NRegilorTorayca導(dǎo)電纖維各項(xiàng)特性比較Mainproducersofconducti