纖維、織物抗靜電的原理及方法

靜電產生的機理及其散失規律是抗靜電設計的前提和基礎，紡織品抗靜電的基本原理和方法將圍繞著這條主線展開。
0 L: f9 D2 P$ i" o0 J5 m5 b一、織物抗靜電的基本原理
9 Q6 @- f6 f" R/ S3 c3 w" @( l織物抗靜電的基本原理可以概括為減少靜電的產生，加快靜電的泄漏，造成使靜電能夠中和的條件。
二、影響織物抗靜電效果的主要因素
+ D2 Q* x3 T8 G１．比電阻的影響　
* c* w2 N; D+ q! a$ S5 L材料的比電阻是織物抗靜電設計中必須要考慮的一個重要因素。材料的比電阻除了和材料本身的種類有著非常密切的關系之外，還受到回潮率的影響，而材料的吸濕性能主要取決于材料的自身結構，以及纖維表面和內部親水基團的多少及排列情況。因此，只要設法降低材料的比電阻，就能加快靜電荷的泄漏，降低其危害。采用導電纖維嵌織和交織的方法，其最終的目的是降低材料的表面電阻，加快電荷的泄漏和中和。根據經驗，其表面比電阻和織物抗靜電性的關系見下表。

表面比電阻與織物抗靜電性的關系
) z6 x- \6 Y9 q7 k5 @0 n6 Q7 g( ^

ｌｇρｓ	抗靜電性	ｌｇρｓ	抗靜電性
＞１３	無	１０～１１	較好
１２～１３	低	＜１０	很好
１１～１２	中等
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２．摩擦材料的影響　
0 d% W: H$ h! p/ ^' C9 B不同材料摩擦，可以產生不同的結果。根據靜電摩擦序列，按照柯恩（Ｃｏｅｈｎ）法則，總是序列中前端（介電常數較大者）帶正電，后端的（介電常數較小者）帶負電，且帶電量可按公式估算。
! E3 }# \. u6 T; x5 xＱ＝ｋ·（ε_１－ε_２）
式中：Ｑ———帶電量；
ｋ———比例系數；
ε_１，ε_２———分別是參與摩擦的兩種材料的相對介電常數。
: ?6 q- @4 B- I1 @, G! m. y. {- O. V根據公式，材料的選擇應考慮材料在靜電序列中的位置，達到降低靜電的目的。
/ V* t8 S6 ^% z% u& [' d" v３．摩擦條件的影響　
摩擦次數、摩擦速度、摩擦力對產生的靜電都有顯著影響，在實際和設計時，應給予考慮和關注?？傊?，設法降低或削弱摩擦條件，一定程度上可以達到降低靜電的危害。
3 s, d1 Y4 `+ ?6 _1 x  N. V+ D$ s8 R; [2 \４．環境條件的影響　
: D" `1 {. D0 ~& g: y- ~. G周圍環境的溫度和濕度，以及周圍的空氣中的離子化程度，對靜電的產生和泄漏都有顯著的影響，在高溫、干燥的環境下，靜電的產生和積累將更加嚴重和明顯，如在我國的北方，尤其是在冬季時，靜電現象非常嚴重。另外，空氣中的離子化程度狀態也有影響，如果存在相反極性的電荷，將有利于靜電荷的泄漏；如果存在相同極性的電荷，將不利于靜電荷的泄漏。因此，使用場合和條件在設計時，應有針對性地加以考慮。
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三、織物抗靜電的基本方法
１．表面處理法
3 @* k7 Z6 h: }（１）采用表面活性劑對纖維或織物進行親水化處理，提高纖維的吸濕性，從而降低紡織品的比電阻，加快電荷逸散。此類方法的抗靜電效果難以長久保存，耐洗滌效果差，且在低濕度條件下不顯示抗靜電性能。此外，在紡織材料界面上涂敷的抗靜電油劑，使材料之間不能充分、直接的摩擦、接觸，從而可以減少電荷的轉移，即減少靜電荷的產生量。
& F% S1 Z) l) k8 h（２）使表面活性劑分子疏水端吸附于纖維表面，親水性基團指向空間，形成極性界面，吸附空氣中的水分子，降低纖維或織物的表面比電阻，加速電荷逸散，這是大多數抗靜電劑發揮作用的主要方式。
8 r; v9 Q% F% u（３）離子化：離子化的抗靜電劑本身具有良好的導電性，這種油劑分子在表層水分子的作用下發生電離，顯著提高了纖維表面的導電性，同時可通過中和表層電荷的方式消除帶電?？轨o電整理劑根據其化學結構分為陽離子型、陰離子型和非離子型；按使用目的可以分為耐久性和非耐久性。

２．化學改性方法　
對成纖高聚物進行共混、共聚合、接枝改性引入親水性極性基團，或在纖維內部添加抗靜電劑，制取抗靜電纖維。這兩種方法的共同特點是提高纖維的吸濕性能，加快電荷的散逸。由抗靜電纖維制造紡織品、或混用較高比例到普通合成纖維中，可消除加工和使用中的靜電問題，但其仍以高濕環境作為電荷散逸的必要條件。
  h  z# G4 Y$ ]- R３．導電纖維的混紡或嵌織　
導電纖維包括金屬纖維、碳纖維、有機導電聚合物纖維等導電均一型導電纖維；在合成纖維外層涂覆炭黑等導電成分的導電質———包覆型導電纖維；炭黑或金屬化合物高聚物通過復合紡絲得到的導電物質———復合型導電纖維。導電纖維的應用使紡織品抗靜電效果顯著、耐久而不受環境濕度的影響，并可應用于防靜電工作服等特種功能性紡織品。目前導電纖維的研究開發及應用正成為研究的熱點。
5 m. ?# H$ O% p6 F/ b４．靜電序列的利用　
利用材料在靜電序列位置的不同，進行不同纖維的混紡或交織，可達到降低靜電的目的。此種方法，可以有一定作用，但局限性比較強，應用受到限制。