纤维、织物抗静电的原理及方法

4 `  \* m1 _- ?静电产生的机理及其散失规律是抗静电设计的前提和基础，纺织品抗静电的基本原理和方法将围绕着这条主线展开。
一、织物抗静电的基本原理
织物抗静电的基本原理可以概括为减少静电的产生，加快静电的泄漏，造成使静电能够中和的条件。
二、影响织物抗静电效果的主要因素
+ i8 z( V( U7 S3 F/ ^１．比电阻的影响　
1 u5 `7 F2 S; E5 T材料的比电阻是织物抗静电设计中必须要考虑的一个重要因素。材料的比电阻除了和材料本身的种类有着非常密切的关系之外，还受到回潮率的影响，而材料的吸湿性能主要取决于材料的自身结构，以及纤维表面和内部亲水基团的多少及排列情况。因此，只要设法降低材料的比电阻，就能加快静电荷的泄漏，降低其危害。采用导电纤维嵌织和交织的方法，其最终的目的是降低材料的表面电阻，加快电荷的泄漏和中和。根据经验，其表面比电阻和织物抗静电性的关系见下表。
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表面比电阻与织物抗静电性的关系

ｌｇρｓ	抗静电性	ｌｇρｓ	抗静电性
＞１３	无	１０～１１	较好
１２～１３	低	＜１０	很好
１１～１２	中等
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２．摩擦材料的影响　
4 V; l# |6 v8 K( [( i# T: c- u不同材料摩擦，可以产生不同的结果。根据静电摩擦序列，按照柯恩（Ｃｏｅｈｎ）法则，总是序列中前端（介电常数较大者）带正电，后端的（介电常数较小者）带负电，且带电量可按公式估算。
Ｑ＝ｋ·（ε_１－ε_２）
  I. l; D3 }! s$ H式中：Ｑ———带电量；
ｋ———比例系数；
ε_１，ε_２———分别是参与摩擦的两种材料的相对介电常数。
, s0 P4 O2 m, ]5 z4 }: W根据公式，材料的选择应考虑材料在静电序列中的位置，达到降低静电的目的。
３．摩擦条件的影响　
摩擦次数、摩擦速度、摩擦力对产生的静电都有显著影响，在实际和设计时，应给予考虑和关注。总之，设法降低或削弱摩擦条件，一定程度上可以达到降低静电的危害。
4 v+ b" y* w! ?４．环境条件的影响　
  s5 a8 b& r) w; g周围环境的温度和湿度，以及周围的空气中的离子化程度，对静电的产生和泄漏都有显著的影响，在高温、干燥的环境下，静电的产生和积累将更加严重和明显，如在我国的北方，尤其是在冬季时，静电现象非常严重。另外，空气中的离子化程度状态也有影响，如果存在相反极性的电荷，将有利于静电荷的泄漏；如果存在相同极性的电荷，将不利于静电荷的泄漏。因此，使用场合和条件在设计时，应有针对性地加以考虑。
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三、织物抗静电的基本方法
１．表面处理法
（１）采用表面活性剂对纤维或织物进行亲水化处理，提高纤维的吸湿性，从而降低纺织品的比电阻，加快电荷逸散。此类方法的抗静电效果难以长久保存，耐洗涤效果差，且在低湿度条件下不显示抗静电性能。此外，在纺织材料界面上涂敷的抗静电油剂，使材料之间不能充分、直接的摩擦、接触，从而可以减少电荷的转移，即减少静电荷的产生量。
（２）使表面活性剂分子疏水端吸附于纤维表面，亲水性基团指向空间，形成极性界面，吸附空气中的水分子，降低纤维或织物的表面比电阻，加速电荷逸散，这是大多数抗静电剂发挥作用的主要方式。
. I) J7 a5 M  ~（３）离子化：离子化的抗静电剂本身具有良好的导电性，这种油剂分子在表层水分子的作用下发生电离，显著提高了纤维表面的导电性，同时可通过中和表层电荷的方式消除带电。抗静电整理剂根据其化学结构分为阳离子型、阴离子型和非离子型；按使用目的可以分为耐久性和非耐久性。

２．化学改性方法　
& O6 D, z0 ]: u6 e) }; |对成纤高聚物进行共混、共聚合、接枝改性引入亲水性极性基团，或在纤维内部添加抗静电剂，制取抗静电纤维。这两种方法的共同特点是提高纤维的吸湿性能，加快电荷的散逸。由抗静电纤维制造纺织品、或混用较高比例到普通合成纤维中，可消除加工和使用中的静电问题，但其仍以高湿环境作为电荷散逸的必要条件。
３．导电纤维的混纺或嵌织　
2 D1 y$ ?3 d( x% X5 ]# v导电纤维包括金属纤维、碳纤维、有机导电聚合物纤维等导电均一型导电纤维；在合成纤维外层涂覆炭黑等导电成分的导电质———包覆型导电纤维；炭黑或金属化合物高聚物通过复合纺丝得到的导电物质———复合型导电纤维。导电纤维的应用使纺织品抗静电效果显著、耐久而不受环境湿度的影响，并可应用于防静电工作服等特种功能性纺织品。目前导电纤维的研究开发及应用正成为研究的热点。
* j' c( e7 X$ p( R4 ~3 U: q# y４．静电序列的利用　
利用材料在静电序列位置的不同，进行不同纤维的混纺或交织，可达到降低静电的目的。此种方法，可以有一定作用，但局限性比较强，应用受到限制。