紡織品抗靜電整理介紹

1、,抗靜電、導(dǎo)電纖維及紡織品,靜電現(xiàn)象,所謂靜電，就是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷或者說不流動(dòng)的電荷（流動(dòng)的電荷就形成了電流）。當(dāng)電荷聚集在某個(gè)物體上或表面時(shí)就形成了靜電，而電荷分為正電荷和負(fù)電荷兩種，也就是說靜電現(xiàn)象也分為兩種即正靜電和負(fù)靜電。,物質(zhì),分子,原子,？,,一、靜電的危害 普通化學(xué)纖維的比電阻一般大于1014 Ω·cm 。,在穿著過程中，衣服與人體皮膚等摩擦所帶電壓可達(dá)數(shù)千甚至數(shù)萬伏。,在某種條件下，靜電放電的小

2、火花,帶電體分類,表面電阻R（Ω）,非帶電體 108以下,低帶電體 108～ 1011,帶電體 1011 ～ 1013,高帶電體 1013 ～ 1015,超高帶電體 1015以上,（1）影響服裝的穿著性能 織物與織物、織物與皮膚、織物與污物、刺癢感、電擊不適感（2）引發(fā)意外事故汽油桶、醫(yī)院的乙醚麻醉室、工廠粉塵、使降落傘打

3、不開（3）影響人體健康血壓升高、鈣流失、皮膚過敏（4）影響紡紗織造產(chǎn)品質(zhì)量影響生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量（5）影響染整加工過程 易發(fā)生于哪些工序？輕薄織物吸附于導(dǎo)布輥，操作工易遭電擊，影響產(chǎn)品質(zhì)量,抗靜電紡織品的用途？,當(dāng)兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，物體表面的自由電子可通過相互接觸的物體界面相互不斷流通。對電子的優(yōu)良導(dǎo)體來說，當(dāng)兩物體分離時(shí)，多余的電子就通過連接點(diǎn)逸散而消失；而對電子的不良導(dǎo)體來說，則電子逸散力低，電荷難以逸散消失而聚集積累產(chǎn)生

4、靜電。,二、靜電產(chǎn)生的原因,靜電的產(chǎn)生機(jī)理(雙電層分離理論),部分纖維材料與金屬材料摩擦?xí)r所產(chǎn)生的帶電序列：,羊毛 錦綸 粘膠纖維 棉 絲 麻 醋酯纖維 維綸 滌綸 腈綸 氯綸 丙綸 乙綸 氟綸,前后兩種纖維材料相互摩擦?xí)r，前者帶正電荷，后者帶負(fù)電荷。,+,-,什么季節(jié)衣服容易產(chǎn)生靜電？什么面料易起靜電？,各種紡織纖維材料在相互摩擦和接觸中，雖然都能產(chǎn)生電荷，且形成的最大帶電量接近相等，但不同纖維卻表現(xiàn)出不同的靜電現(xiàn)象，因而產(chǎn)生不同的靜

5、電能力。例如，棉、羊毛、蠶絲織物在加工和服用中幾乎不會(huì)感到有帶電現(xiàn)象；滌綸、腈綸等合成纖維在服用中表現(xiàn)出較強(qiáng)的電擊和靜電火花及靜電沾污現(xiàn)象。這主要是由于各種纖維的表面電阻有大小，產(chǎn)生靜電荷以后的靜電排放差異較大。,由于水具有相當(dāng)高的導(dǎo)電性，所以只要吸收少量的水就能明顯地改善聚合物材料的導(dǎo)電性。纖維材料的電阻和吸濕率關(guān)系很大，即表現(xiàn)為隨著纖維的回潮率的增加，表面電荷降低。若增加滌綸的吸濕性，必定導(dǎo)致其導(dǎo)電性的劇增，從而使積累和產(chǎn)生的電荷迅

6、速逸散，抑制靜電產(chǎn)生。提高纖維材料的吸濕能力，改善導(dǎo)電性能，減少靜電現(xiàn)象。一般來說，纖維吸濕性越好，導(dǎo)電性越強(qiáng)；纖維吸濕性越差，導(dǎo)電性越弱。此外，若在纖維中導(dǎo)入導(dǎo)電性纖維或物質(zhì)，則其導(dǎo)電性同樣提高，抑制靜電產(chǎn)生。,1、分子組成和原子結(jié)構(gòu) （供電子、受電子能力強(qiáng)弱）—NH2> —OH> —COOH> —OCH3> —OC2H5> —COOCH3 > —Cl2、環(huán)境條件 （濕度、溫度）3、摩擦狀態(tài),

7、纖維材料的靜電性能與哪些因素有關(guān)？,三、靜電的消除,（一）紡織材料抗靜電原理,,靜電產(chǎn)生的兩種方式,接觸產(chǎn)生,靜電誘導(dǎo)產(chǎn)生,,本質(zhì)均為電荷轉(zhuǎn)移,因此，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，減少與制品的摩擦或接觸，從而達(dá)到抗靜電的目的。,？,（二）抗靜電常用方法,1、提高纖維親水性2、電荷中和法 （不同材料、不同電荷的整理劑）3、靜電逸散法 （類似避雷針、導(dǎo)走電荷）,四、抗靜電紡織品,（一

8、）抗靜電整理劑整理,常用的抗靜電整理方法是在織物上添加抗靜電劑，也就是將親水性物質(zhì)施加于纖維表面，以提高織物的親水性，賦予織物吸濕性，使其導(dǎo)電性增加，從而防止帶電，屬暫時(shí)性抗靜電整理。很多化合物都具有抗靜電作用，最簡單的如甘油、三乙醇胺等吸濕劑，以及吸濕性較強(qiáng)的氯化鋰、醋酸鉀等無機(jī)鹽類。各種類型的表面活性劑也是良好的抗靜電劑。這類化合物易溶于水，具有較強(qiáng)的吸濕性，即使在較低的相對濕度下，也能和外界環(huán)境形成溶液平衡，保持吸濕作用。但是經(jīng)水

9、洗就失去抗靜電能力，所以整理效果不耐久。,1．非耐久性抗靜電整理（暫時(shí)性抗靜電整理）,在暫時(shí)性抗靜電整理中，應(yīng)用較廣的是表面活性劑類化合物。抗靜電劑的選用，若按離子型來分則有陰離子型、陽離子型、非離子型和兩性型。 （1）陰離子型抗靜電劑：包括烷基磺酸鹽、烷基磷酸酯鹽，其中烷基磺酸鹽的抗靜電效果良好。國產(chǎn)抗靜電劑SP、烷基聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸鹽等均屬陰離子型抗靜電劑。特別是抗靜電劑SP系烷基磷酸酯鉀鹽，

10、可賦予滌綸織物優(yōu)良的抗靜電性能。 （2）陽離子型抗靜電劑：脂肪族的季銨鹽衍生物是目前應(yīng)用最廣泛的陽離子抗靜電劑。該類抗靜電劑的活性離子帶有正電荷，對纖維的吸附能力較強(qiáng)，具有優(yōu)良的柔軟性、平滑性、抗靜電性，既是抗靜電劑又是柔軟劑，并且有一定的耐洗性。季銨鹽類抗靜電劑抗靜電能力較強(qiáng)，可達(dá)到良好的抗靜電性，如抗靜電劑SN、抗靜電劑TM等。,（3）非離子型抗靜電劑：包括聚乙二醇、烷基酚的環(huán)氧乙烷加成物，高級(jí)脂肪酸酰胺的環(huán)氧乙烷加成物

11、等。如國產(chǎn)抗靜電劑FSK系列、抗靜電整理劑G及進(jìn)口的Permalose T 等。其中，抗靜電整理劑G和Permalose T等都是由聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚乙二醇縮聚而成的縮聚物，與滌綸的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，因而與滌綸有較好的相容性，并具有較高的牢度和耐洗性，能在滌綸織物表面形成親水性薄膜，增加了纖維的吸濕性，降低了纖維表面的電阻，故可收到抗靜電效果。 （4）兩性型抗靜電劑：主要是脂肪烴基咪唑啉衍生物，它兼有良好的柔軟性，如AM－A等

12、。 纖維紡絲和紡織用油劑多用非耐久性抗靜電劑。地毯等裝飾織物應(yīng)用非耐久性陽離子性抗靜電劑整理，效果也較好。,不同濕度下的表面電阻值：,2．耐久性抗靜電整理 耐久性抗靜電整理劑是含有離子性和吸濕性基團(tuán)的高分子化合物或者聚合物通過交聯(lián)作用在纖維表面形成不溶性聚合物的導(dǎo)電層。整理劑的吸濕性越高，導(dǎo)電能力越強(qiáng)，耐洗性降低，所以應(yīng)該保持整理劑有適當(dāng)?shù)奈鼭裥裕档驮谒械娜苊浐腿芙饽芰Α?耐久性抗靜電

13、整理劑也可分為陽離子型、陰離子型和非離子型化合物，在生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛的是非離子型和陽離子型整理劑。而陽離子型抗靜電劑整理效果較非離子型好，但非離子型抗靜電劑溶液性能穩(wěn)定，應(yīng)用方便，樹脂同溶性能好，特別是聚醚酯類嵌段共聚物在聚酯纖維織物上的應(yīng)用越來越廣泛。 耐久性抗靜電整理工藝主要是在纖維上形成含有離子型或吸濕基團(tuán)的網(wǎng)狀交聯(lián)聚合物，因而，往往采用軋－烘－焙工藝。整理劑如CAS、G樹脂、Permalose TG等均為聚醚酯結(jié)

14、構(gòu)（對苯二甲酸乙二醇聚乙二醇嵌段共聚物），可與滌綸的聚酯鏈發(fā)生共晶而固著在纖維上。,常用工藝方法有： （1）浸軋法： （100％G樹脂5～10g/L，平平加O 1～2g/L，三乙醇銨硝酸鹽5g/L）→烘干→熱定形（190℃，20s）。 （2）和染色同浴法： 在溢流染色機(jī)中進(jìn)行，TG 0.3％～0.5％（o.w.f），平平加O 1g/L〕80℃處理20min后加分散染料染色。 采用上述

15、兩種加工工藝可使滌綸的帶電壓從2500V分別降至600V和180V，半衰期從十幾分鐘降到1～5s，即使在洗滌20次后，帶電壓還能保持在1200V和640V。在樹脂中加入防老化劑和熱穩(wěn)定劑后，整理效果還有明顯提高。 不少耐久性抗靜電劑能與其他功能性助劑混合使用，以獲得多功能效果。,共混、共聚合和接枝改性型抗靜電纖維的共同特點(diǎn)是在成纖高聚物中添加親水性單體或聚合物，提高吸濕性、從而獲得抗靜電性能。 在PA(聚酰胺)、

16、PAN、PET等基體中添加聚亞烷基二醇類聚合物進(jìn)行共混紡絲的研究始于60年代。用PET與聚氧乙烯醚的嵌段共聚物和PET共混紡絲，可顯著提高PET的抗靜電性能。,（二）共混、共聚合和接枝改性型抗靜電纖維,除普通成纖高聚物與親水性聚合物共混的典型共混紡絲方式外，還有聚合過程中加入親水性聚合物、形成微多相分散體系的共混方式。例如將聚乙二醇加入到已內(nèi)酰胺反應(yīng)混合物中，聚乙二醇以原纖狀分散于PA6之中。同時(shí)聚乙二醇也有少量端羥基與己內(nèi)酰胺開環(huán)后

17、生成的氨基己酸中的羥基反應(yīng)，提高了抗靜電性能的耐久性。,采用化學(xué)引發(fā)、熱引發(fā)、高能射線和紫外線輻照引發(fā)的接枝改性方法，將親水性單體接枝于纖維表面，可有效地改善合成纖維的吸濕性，且親水性單體的用量遠(yuǎn)少于其他方法，耐久性好。例如、PET纖維以二氯甲烷為膨脹劑、表面接枝丙烯酸后可提高吸濕性能、抗靜電性能和染色性能，在接枝率為0％、5.3％、9.2％時(shí)，織物靜電半衰期分別為405s、0.5s、0.5s，經(jīng)5次皂洗后的半衰期為405s、14s、0

18、.5s。,聚酯纖維通常采用丙烯酸、丙烯酸鈉、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸鈉、甲基丙烯酸羥乙基酯等單體或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯等活性低聚物進(jìn)行接技改性，形成抗靜電纖維。接技率通常在10％以下。 此類抗靜電纖維仍以提高纖維的親水性來加速電荷的泄漏，故在相對濕度低于40％的干燥環(huán)境中，纖維的抗靜電性能將受損失。,導(dǎo)電纖維通常將電阻率小于107 Ω·cm的纖維定義為導(dǎo)電纖維（1）導(dǎo)電纖維的發(fā)展?fàn)顩r導(dǎo)電纖維的

19、現(xiàn)有品種類型有：金屬纖維(不銹鋼纖維、銅纖維、鋁纖維、鎳?yán)w維等)、碳纖維和有機(jī)導(dǎo)電纖維。,（三）應(yīng)用導(dǎo)電纖維型抗靜電紡織品,有機(jī)導(dǎo)電纖維又包括普通紡織纖維鍍金屬；普通紡織纖維鍍碳；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)上可分為導(dǎo)電成分均一型、導(dǎo)電成分被覆型、導(dǎo)電成分復(fù)合型三類。,金屬纖維：出現(xiàn)于60年代，最早由美國Bekaert公司

20、推出商品化不銹鋼纖維“Bekinox”。,使用最多的金屬材料為不銹鋼，也有銅、鋁、鎳等。通常制成短纖維，與普通紡織纖維混紡織造，用于防靜電地毯和工作服面料。金屬纖維的特點(diǎn)是導(dǎo)電性能好，耐熱，耐化學(xué)腐蝕，但抱合力小，可紡性能差，制成高細(xì)度纖維時(shí)價(jià)格昂貴；成品色澤受限制。多用于地毯和工作服面料；,金屬纖維含量與抗靜電性能的關(guān)系,碳素導(dǎo)電纖維： 粘膠基、PAN基、瀝青基碳纖維均為良好的導(dǎo)電纖維，且高強(qiáng)、耐熱、耐化學(xué)藥品

21、。但纖維模量高、缺乏韌性、不耐彎折、無熱收縮能力，不適合于紡織品使用。碳短纖維可填加于地毯膠乳中，賦予導(dǎo)電性。,碳纖維是將含碳量非常高纖維在高溫下預(yù)氧化、石墨化制成的。,有機(jī)導(dǎo)電纖維：自1977年美國科學(xué)家A．F．Heeger發(fā)現(xiàn)聚乙炔有明顯的導(dǎo)電能力以來，聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等導(dǎo)電聚合物有迅速的發(fā)展，目前加碘聚乙炔的導(dǎo)電能力已達(dá)到室溫下金屬銅的水平(10-4 Ω·cm )。但導(dǎo)電聚合物目前尚難應(yīng)用于紡織品；

22、主鏈中的共軛結(jié)構(gòu)使分子鏈僵直，不溶不熔，難以紡絲加工，某些導(dǎo)電聚合物中的氧原子對水極不穩(wěn)定；某些導(dǎo)電聚合物的單體有毒且懷疑是致癌物質(zhì)，某些摻雜劑多有毒性，復(fù)雜的合成工藝使其制造成本昂貴。,帝人公司、BASF公司率先開發(fā)了表面涂覆碳黑的有機(jī)導(dǎo)電纖維。此后以普通合成纖維為基體，通過物理、機(jī)械、化學(xué)等途徑在纖維表面涂敷固著金屬、碳、導(dǎo)電高分子等導(dǎo)電物質(zhì)的方法出現(xiàn)過許多。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，放電效果好，但在

23、摩擦和反復(fù)洗滌后皮層導(dǎo)電物質(zhì)較易剝落。目前應(yīng)用較廣的碳黑涂敷型有機(jī)導(dǎo)電纖維的電阻率通常在103 Ω·cm 。,表征材料和制品靜電性能的主要參數(shù)：電阻率、泄漏電阻、電荷面密度及半衰期、摩擦帶電電壓及半衰期等。紡織材料靜電性能的評價(jià)電阻類指標(biāo)（體積比電阻、質(zhì)量比電阻、表面比電阻、泄漏電阻、極間等效電阻等），靜電電壓及其半衰期、電荷面密度等指標(biāo)，以及吸灰試驗(yàn)、張帆試驗(yàn)、吸附金屬片試驗(yàn)等簡易測試方法得到的低精度指標(biāo)。,（四）抗

24、靜電紡織品性能測試,GB/T 12703-1991織物靜電測試方法簡介了6種測試方法， GB/T 12703后期又于08到10年間陸續(xù)進(jìn)行修訂，修改為一共七種測試方法。,GB/T 12703-1991,A法（半衰期法）：用+10 kV 高壓對置于旋轉(zhuǎn)金屬平臺(tái)上的試樣放電30 s，測感應(yīng)電壓的半衰期（s）。FZ/T 01042《紡織材料 靜電性能 靜電壓半衰期的測定》與之完全相同。此法可用于評價(jià)織物的靜電衰減特性，但含導(dǎo)電纖維的試樣在接地

25、金屬平臺(tái)上的接觸狀態(tài)無法控制，導(dǎo)電纖維與平臺(tái)接觸良好時(shí)電荷快速泄漏，而接觸不良時(shí)其衰減速率與普通紡織品類似，同一試樣在不同放置條件下得出的測試結(jié)果差異極大，故不適合于含導(dǎo)電纖維織物的評價(jià)。,B法（摩擦帶電電壓法）：試樣（4塊，2經(jīng)2緯，尺寸4 cm×8 cm）夾置于轉(zhuǎn)鼓上，轉(zhuǎn)鼓以400 RPM的轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)布（錦綸或丙綸）摩擦，測試1min內(nèi)的試樣帶電電壓最大值（V）。除磨料規(guī)格、子樣數(shù)等稍有差別外，F(xiàn)Z/T 01061《織物摩

26、擦起電電壓測定方法》與之相同。此法因試樣的尺寸過小，對嵌織導(dǎo)電纖維的織物而言，導(dǎo)電纖維的分布會(huì)隨取樣位置的不同而產(chǎn)生很大的差異，故也不適合于含導(dǎo)電纖維紡織品的抗靜電性能測試評價(jià)。,C法（電荷面密度法）：試樣在規(guī)定條件下以特定方式與錦綸標(biāo)準(zhǔn)布摩擦后用法拉第筒測得電荷量，據(jù)試樣尺寸求得電荷面密度（μC/m2）。除在摩擦布規(guī)格、試樣預(yù)處理、摩擦棒直徑、摩擦次數(shù)等方面略有變化外，F(xiàn)Z/T 01069《織物摩擦帶電電荷密度測定方法》與之相同。電荷

27、面密度法適合于評價(jià)各種織物，包括含導(dǎo)電纖維織物經(jīng)摩擦積聚靜電的難易程度，所測結(jié)果與試樣的吸灰程度有較密切的相關(guān)性。由于試樣與標(biāo)準(zhǔn)布間的摩擦起電是人工操作實(shí)現(xiàn)的，故測試條件的一致性、測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和重演性易受操作手法的影響。,D法（脫衣時(shí)的衣物帶電量法）：按特定方式將工作服與化纖內(nèi)衣摩擦后脫下工作服，投入法拉第筒，求得帶電量（μC/件）。此法的測試對象限于服裝，且內(nèi)衣材質(zhì)未作規(guī)定，摩擦手法難以一致，缺乏可比性。,E法（工作服摩擦帶電量法

28、）：用內(nèi)襯錦綸或丙綸標(biāo)準(zhǔn)布的滾筒烘干裝置（45 RPM以上）對工作服試樣摩擦起電15 min，投入法拉第筒測得工作服帶電量（μC/件）。此法與“防靜電工作服”產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12014所規(guī)定的電荷量測量方法基本一致，適合于服裝的摩擦帶電量測試；其技術(shù)實(shí)質(zhì)與C法（電荷面密度法）也相一致。,F法（極間等效電阻法）：織物試樣與接地導(dǎo)電膠板良好接觸，按規(guī)定間距和壓力將專門的電極夾持于試樣,經(jīng)短路放電后施加電壓，據(jù)電流值求得極間等效電阻（Ω）。

29、含導(dǎo)電纖維織物與導(dǎo)電膠板接觸時(shí)會(huì)引起導(dǎo)電纖維暴露的局部區(qū)域之間的短路，難以測得真實(shí)的等效電阻。FZ/T 01044《紡織材料靜電性能 纖維泄漏電阻的測定》等電阻類測試方法的主要檢測對象為纖維。,人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋?！蓖ㄟ^閱讀科技書籍，我們能豐富知識(shí)，培養(yǎng)邏輯思維能力；通過閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，培養(yǎng)文學(xué)情趣；通過閱讀報(bào)刊，我