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防静电织物性能测试方法解读
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防静电织物性能测试方法解读
发布时间:2019-08-06 11:19
人体活动常会产生静电,静电现象是电荷产生和消失过程复杂交错的结果。早在 !" 世纪 %"年代就出现了可用于纺织品的导电纤维———不锈钢纤维,随后又开发出了表面涂覆碳黑的有机导电纤维,到 !" 世纪 (" 年代开始了导电纤维的白色化研究。我国是从 !" 世纪 (" 年代开始防静电织物的开发与研究的,但研究水平和速度均受制于国内导电纤维研究和生产水平。下面对导电纤维的性质、特点,防静电织物的设计原理和织物防静电性能测试方法作一简要介绍。
 
导电纤维的性质和类型
通常把电阻率小于 #")+ ,- 的纤维定义为导电纤维。用于纺织品的导电纤维应具备以下特点:导电性能优良,且耐久性好;与其他普通纤维的抱合性好,易于混纺和交织;具有良好的耐摩擦、耐屈曲、耐氧化及耐腐蚀能力,物理、化学性能稳定,且不影响织物的柔软性、悬垂性和外观。目前,导电纤维的结构有 . 种类型:(#)导电成分均一型,纤维本身具有较好的导电性能,如金属纤维(不锈钢、铝、铜等纤维)、碳素纤维等。(!)导电成分包覆型,它是采用物理或化学方法使导电成分包覆于普通纤维表面制成的导电纤维,其导电成分常为金属或碳黑微粒,如金属包覆有机纤维、导电性树脂包覆纤维等。
导电成分复合型,即将导电成分(碳黑、金属氧化物或金属化合物微粒)与成纤高聚物复合或混熔纺丝而制成的导电纤维,如同心圆状复合导电纤维、以含导电性微粒子的聚合物作复合成分的复合导电纤维、海岛型或多芯型复合纤维等。
 
防静电织物的设计原理
就有抗静电效应。降低电阻的方法有 ! 种:(#)将含耐热性较高的抗静电剂加入聚合物中进行纺丝,制得抗静电纤维。(!)进行织物后整理,将吸湿性阴离子、阳离子和非离子表面活性剂或金属高分子粘附在织物表面,并采用交联性高分子抗静电剂来达到较好的耐洗涤性。此外,利用放电效应如将有机硅导电丝以一定间隔混入织物中,或将金属纤维混入经纬纱中并以一定间隔织入织物中(混入量为 "0"’1 / #1),也是较常采用的方法。对利用电晕放电的除电原理,即静电荷积蓄在织物上导致静电电压增加,当超过一定限度时就会放出火花,这一放电原理主要是靠在织物中混入导电纤维,使积蓄的电能能陆续排放到周围空气中,实现消除静电。
 
防静电纤维与织物的生产设计方法
涂敷法 就是在纤维表面涂敷一层亲水性聚合物表面活性剂(抗静电剂),使织物易于吸收空气中的水分,降低表面电阻率,从而提高其抗静电性能。这一方法的优点是工艺简单,成本低廉。缺点是不耐洗涤,抗静电性能受空气相对湿度影响较大。
加入法 即在合纤原料中加入抗静电剂或碳黑微粒,然后喷丝织布。其优点为制造工艺简单,生产方便。缺点是残留电压偏高,在静电高敏感场所不适宜;抗静电纤维本身的黑色在浅色织物中无法掩盖,影响织物外观。
混入法 就是在天然纤维或化学纤维中混入一定比例的不锈钢纤维,经纺织加工成防静电织物。其优点为防静电性能长期有效,对洗涤方法无特殊要求,抗静电性能不受工作环境的影响,产品服用性能好,穿着也舒适。缺点是生产工艺复杂。
网络复合法 利用有机导电纤维(细度在$% & !’()与常规丝网络复合,其复合过程为:(常规丝)!高速纺丝()*+)!拉伸假捻变形(,-+)—(有机导电丝)——!网络—!卷绕将织出的丝按一定的比例间隔排列制成防静电织物。其优点为防静电性能好,不受洗涤影响,织物服用性能好。
直接并合 将导电丝与涤纶网络丝同时在并线机和倍捻机上加工,制成复合导电丝。再将复合导电丝按一定比例间隔排列制织防静电织物。其工艺简单,防静电性能好,耐洗涤,织物服用性能好。
 
织物抗静电性能的测试方法
国际上常用的测试方法有半衰期测定法、摩擦带电电压测定法、摩擦带电电荷量测定法、表面阻抗测定法、静电吸附性测试法、静电衰减时间测定法、行走(模拟步行)测试法、吸灰测试法。国内常用的测试方法有如下 # 种:
半衰期法(. 法) 如图 $ 所示,使试样在高压静电场中带电至稳定后,断开高压电源( /$012),使其电压通过接地金属台自然衰减。测定其电压衰减为初始值一半所需的时间。该方法操作简便,数据重现性好,可对被测织物实现非破坏性测量,测试电压和极性均可人为地进行控制。
但一般情况下,织物电荷衰减不符合指数规律,不同织物电荷衰减随电压的变化而不同。因此半衰期值与测试电压密切相关。
摩擦带电电压法(3 法) 如图 ! 所示,在一定张力条件下,使样品与标准布相互摩擦,以此时产生的高电压及平均电压对着装者内衣与外衣摩擦带电关系进行评价。此法采用尼龙、丙纶! 种磨料布。试样尺寸小,摩擦布的接触压力不充分,测定误差较大。
电荷面密度法(7 法) 如图"所示,将经过摩擦装置摩擦后的样品投入法拉第筒,以测量样品的电荷面密度。该法的起电方式较好地反映了织物实际穿着时的摩擦起电情况,剥离过程与脱衣过程类似,能反映织物起电时的电晕放电能力,适用于加入导电丝的防静电织物的测试。但测试结果会受人为因素及被测织物在静电电位序列中位置的影响。
极间等效电阻法(8 法) 如图 # 所示,采用伏安法,在定电压下测出流过样品的电流,从而求得极间等效电阻。该方法操作简便,适宜成衣、批布和现场测试,对静电性能均匀的静电泄漏型织物测量效果好。
 
结束语
防静电织物的抗静电性能好坏除与导电纤维的性能密切相关外,还与导电纤维在织物中的含量有关,在设计时应多加注意。金属导电纤维和非金属有机导电纤维均可使用,各有优缺点。文中阐述的设计方法和测试方法仅供参考。

 
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