纖維靜電現象

纖維靜電現象

纖維靜電現象指纖維上所帶的電荷積聚在物體表面因不能泄漏掉而產生的電荷積聚現象,並且靜電的帶電體會產生相應的靜電場,這就是靜電現象。織物防止靜電產生或積累的性能,稱為防靜電性能。

基本介紹

  • 中文名:纖維靜電現象
  • 外文名:Fiber electrostatic phenomenon
  • 實質:纖維表面聚集的電荷不能泄漏
  • 所屬學科:紡織工程
簡介,靜電危害,描述靜電性能的指標,影響因素,

簡介

紡織材料一般為絕緣物質,具有較高的電阻率,尤其是大多數合成纖維的回潮率較低,而比電阻大大高於天然纖維,其紡織品容易在加工和使用中產生靜電。天然纖維及再生纖維的紡織品有較好的抗靜電性,但在乾燥環境下,仍會明顯地產生靜電。在紡織品加工或使用過程中,纖維材料相互間或同其他物體接觸摩擦,都會產生帶電現象。纖維材料受壓縮或拉伸,或者周圍存在帶電體,或者在空氣中烘乾,也會產生帶電現象。若電荷不斷積累而未能消除,就會造成靜電現象。

靜電危害

織物受摩擦時會產生靜電,靜電不僅使紡織品加工困難,還會影響使用性能或產生危害。在服裝與服裝、服裝與人體之間摩擦所帶電壓可達數千伏甚至數萬伏,容易產生排斥、糾、吸塵、貼膚、刺痛等靜電障礙,影響服裝的舒適性及外觀性。更為嚴重的是在相對濕度較低的環境中,靜電現象還會放電產生火花,其能量足以使周圍易燃、易爆氣體著火或爆炸,引起重大事故。

描述靜電性能的指標

消除靜電的隱患已成為人們生產、生活中呱待解決的一個問題,測定紡織品的靜電性也顯得十分必要。通常用來描述靜電性能的指標如下:
1、靜電電壓:試樣上積聚的相對穩定的電荷所產生的對地電位。
2、靜電壓半衰期:試樣上靜電壓衰減至原始值一半時所需要的時間。
3、電荷面密度:試樣單位面積上所帶的電量。
4、電荷量:試樣與標準布摩擦一定時間後所帶電荷。
5、體積電阻:在一給定的通電時間之後,施加於與一塊材料的相對兩個面上相接觸的兩個引入電極之間的直流電壓對於該兩個電極之間的電流的比值,在該兩個電極上可能的極化現象忽略不計(在電化1min後測定)。
6、體積電阻率:沿試樣體積電流方向的直流電場強度與穩態電流密度的比值。
7、表面電阻:在一給定的通電時間之後,施加於材料表面上的標準電極之間的直流電壓對於電極之間的電流的比值,在電極上可能的極化現象忽略不計(在電化1min後測定)。
8、表面電阻率:沿試樣表面電流方向的直流電場強度與單位長度的表面傳導電流之比。

影響因素

影響織物靜電性能的因素主要有纖維的結構與導電性能、織物結構、織物後整理、環境溫濕度、摩擦形式與條件等。
1、纖維的結構與導電性能
服裝材料的帶電性與纖維種類關係很大,導電性好的纖維,不易積累靜電,靜電現象不嚴重,反之亦然。一般,纖維素纖維的靜電現象不明顯,羊毛或蠶絲有定的靜電干擾,而合成纖維和醋酯纖維的靜電現象較嚴重。在紡織時加入金屬纖維或導電纖維等,從而增加織物的導電性,產生良好的抗靜電作用。
2、織物結構
一般織物的結構越緊密,內聚能越高,或者織物表面平滑度越低,越易受到較強烈的摩擦而使溫度升高,摩擦時越易首先活化失去電子,從而帶正靜電荷。
3、織物後整理
織物後整理加工的影響也很大,羊毛和合纖服裝在穿脫時產生靜電火花現象,即靜電積累嚴重。為了克服和消除靜電干擾,出現了各種防靜電整理,在生產工藝上採用在纖維內部添加導電物質或抗靜電劑,或在紡織時加入導電纖維或金屬絲等以獲得抗靜電效果。如對羊毛或合成纖維製品進行親水性整理或加入金屬纖維或導電纖維等,從而增加織物的導電性,產生良好的抗靜電作用。
4、環境溫濕度
環境相對濕度對纖維和織物的抗靜電性能影響顯著,纖維的比電阻、靜電電壓半衰期都隨著相對濕度的增高而降低。環境溫度對纖維和織物的抗靜電性能影響比起相對濕度的影響要小得多。對於極性和強極性的纖維及其織物,隨著環境溫度的上升,一般帶電荷量減少。而非極性和弱極性的纖維及其織物的抗靜電性能受溫度影響很小,可以忽略。
5、摩擦形式與條件
纖維的摩擦起電,首先與其材料和磨料的種類有關,此外,纖維的摩擦方式、壓力和速度也會影響靜電的發生。通常,對稱摩擦即兩接觸物體從整體上相互受到均勻的摩擦,造成的電荷移動小,靜電產生不明顯。非對稱摩擦即一個物體的整體與另一物體的局部發生的摩擦,其電荷移動量大,起電效果顯著。紡織品在測試中,若張力增加即正壓力増加,使接觸面積及摩擦功增加,則帶電量也增加,一般相對摩擦速度越大,產生的靜電荷量也越大。

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