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　　1  引言

　　高分子材料多為電阻率極高的材料，由其制成的紡織品容易產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。隨著工業(yè)的高速發(fā)展及合成纖維在各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，這種靜電影響變得日益普遍。，因摩擦產(chǎn)生靜電而造成的故障和災(zāi)害也時(shí)有發(fā)生，因此，提高紡織品的抗靜電性能及抗靜電性能的耐久性已引起人們的普遍重視。抗靜電織物的應(yīng)用就是靜電防護(hù)的有效手段之一。

　　抗靜電織物從加工工藝來看有后整理型、纖維化學(xué)改性型、導(dǎo)電纖維混紡型、導(dǎo)電纖維嵌入型等4種類型。其中后整理型工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，但不耐洗滌，受空氣相對(duì)濕度影響較大；纖維化學(xué)改性型抗靜電纖維本身的黑色在淺色織物中無法掩蓋，影響外觀；而導(dǎo)電纖維混紡型和導(dǎo)電纖維嵌入型織物以其導(dǎo)電性能好、耐洗滌的優(yōu)良性能被較為廣泛應(yīng)用于抗靜電織物當(dāng)中。

　　2  導(dǎo)電纖維織物的抗靜電機(jī)理

　　一般將電阻率在108Ω/cm以下的纖維(20℃、65%R.H)統(tǒng)稱為導(dǎo)電纖維。導(dǎo)電纖維是以電子導(dǎo)電為機(jī)理的纖維，因此無濕度依賴性，具有遠(yuǎn)高于抗靜電纖維的消除和防止靜電作用的性能。在織物中混入0.5%～5%的導(dǎo)電纖維即可解決織物帶靜電問題。

　　含導(dǎo)電纖維的織物是利用電體的靜電誘導(dǎo)、電暈放電、泄露等綜合作用而實(shí)現(xiàn)抗靜電性能的。其過程為：織物因摩擦帶上靜電→織物中產(chǎn)生的電荷向?qū)щ娎w維匯集→導(dǎo)電纖維中誘發(fā)了與織物上電荷符號(hào)相反的電荷→導(dǎo)電纖維附近誘發(fā)產(chǎn)生靜電場(chǎng)，周圍的空氣受此電場(chǎng)的作用而電離→電暈放電產(chǎn)生的正負(fù)離子中與織物所帶電荷性質(zhì)相反的離子向織物移動(dòng)與織物所帶電荷中和→消除靜電。

　　3  導(dǎo)電纖維的分類

　　導(dǎo)電纖維可分金屬纖維、碳纖維、有機(jī)導(dǎo)電纖維、復(fù)合型導(dǎo)電纖維4大類。

　　3.1  金屬纖維

　　通過不銹鋼、銅、鋁絲拉伸，熔融紡絲，切割制成4～16μm的纖維，混入常規(guī)的紡織材料中制成抗靜電織物。其導(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。

　　3.2  碳纖維

　　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。

　　3.3  有機(jī)導(dǎo)電纖維

　　包括長(zhǎng)絲和短纖維兩大類，兩者各有不同的使用方法、使用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。長(zhǎng)絲常采用嵌織法在織物上形成條子或格子；而短纖維則多采用混紡的方法添加于織物。從含有機(jī)導(dǎo)電纖維紡織品的抗靜電機(jī)理考慮，有機(jī)導(dǎo)電纖維一方面提供電荷集結(jié)作用、另一方面提供電荷逸散通路，故長(zhǎng)絲易于形成電荷逸散通路。實(shí)驗(yàn)證明，為達(dá)到相同的抗靜電性能，短纖維的添加量約為長(zhǎng)絲的10～20倍。同理，當(dāng)有機(jī)導(dǎo)電長(zhǎng)絲應(yīng)用于針織物時(shí)，因?qū)щ娡烦是€狀，為達(dá)到相同的抗靜電性能要求，其添加量要高于機(jī)織物。

　　3.4  復(fù)合型導(dǎo)電纖維

　　將碳黑、TiO2SnO2、ZnO、CuI等導(dǎo)電微粒與常規(guī)纖維材料復(fù)合而得到。它較之其他類型的導(dǎo)電纖維具有較好的成纖性能和持久的導(dǎo)電性。

　　復(fù)合紡絲所產(chǎn)生的導(dǎo)電纖維一般有導(dǎo)電成分露出型、三層同心圓、并列型、芯鞘型和海島型等5種主要結(jié)構(gòu)。它們的截面形狀如圖1所示。

1–導(dǎo)電成分；2–非導(dǎo)電成分
　　

圖1  復(fù)合型導(dǎo)電纖維的截面形狀

　　五種類型的導(dǎo)電纖維性能如下：

　　1) 導(dǎo)電成分露出型：導(dǎo)電成分分布并露出纖維表面，放電非?？欤轨o電效果好。這種形態(tài)的纖維雖然抗靜電效果好，但因?yàn)閷?dǎo)電層裸露在外，會(huì)因洗滌及摩擦使導(dǎo)電粒子流失而降低導(dǎo)電性能。導(dǎo)電成分容易損耗。

　　2) 三層同心圓：這是一種將導(dǎo)電成分夾在中間層的復(fù)合纖維。非導(dǎo)電成分和導(dǎo)電成分在80:20～60:40之間。非導(dǎo)電成分過大，導(dǎo)電性下降；過小，紡絲性變差。這種夾層結(jié)構(gòu)使導(dǎo)電成分既接近表面附近又包覆在中間，所以白度增加且耐洗滌和摩擦，導(dǎo)電效果好又兼具耐久性。

　　3) 并列型：這是將纖維分成兩層、三層或更多層并列，使導(dǎo)電成分貫穿纖維橫截面并在兩端露出，所以電荷能導(dǎo)通到纖維的另一面，使垂直于纖維軸向的導(dǎo)電效果增加。此種纖維的導(dǎo)電部分不易超過30%，以免使纖維的導(dǎo)電耐久性、耐摩擦性和耐洗滌性下降，可以通過增加并列的層數(shù)提高導(dǎo)電性。

　　4) 芯鞘型：這類纖維分為兩類：一是以導(dǎo)電成分為芯，非導(dǎo)電聚合物為鞘，一般的比例為50:50，這種纖維白度好，耐洗滌，耐摩擦、耐久性好，但導(dǎo)電效果較差。二是以導(dǎo)電成分為鞘，非導(dǎo)電聚合物為芯，這種纖維導(dǎo)電效果佳，但導(dǎo)電成分裸露在外，使纖維的顏色、洗滌性、摩擦性受到影響。

　　5) 海島型：纖維的“海”為非導(dǎo)電聚合體，“島”為導(dǎo)電成分，“島”的直徑小于0.5μm，&ld#p##e#quo;島”的直徑越小，開始電暈放電的電壓越低，殘留的帶電荷的量越少，可以避免因靜電引起的爆炸及火災(zāi)。在此成分中“島”的成分要與“海”的成分互容，一般成分比在30:70或70:30之間。

　　4  抗靜電性能的比較

　　本文以后整理型、纖維化學(xué)改性型、導(dǎo)電纖維混紡型、導(dǎo)電纖維嵌入型4種抗靜電織物為樣本，按GB/T12703.2–2009《紡織品靜電性能的評(píng)定第2部分：電荷面密度》的試驗(yàn)方法測(cè)定其未經(jīng)洗滌、洗滌10次、洗滌20次的電荷面密度（電荷面密度即樣品每單位面積上所帶的電量）。洗滌試驗(yàn)選擇GB/T8629–2001中的7A程序洗滌，平鋪晾干，將洗滌后的樣品在50℃下預(yù)烘4h，在溫度(20±2）℃,相對(duì)濕度（35±5)%條件下達(dá)到調(diào)濕平衡，不得沾污樣品。測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。

表1  四種樣品的電荷面密度測(cè)試結(jié)果         μC/m2

　　電荷面密度越小，抗靜電性能越好。該標(biāo)準(zhǔn)要求：非耐久型抗靜電織物，洗前電荷面密度不超過7.0μC/m2；耐久型抗靜電織物，洗前、洗后電荷面密度均應(yīng)不超過7.0μC/m2。

　　從表1中可以看出，所選的樣品都符合標(biāo)準(zhǔn)的電荷面密度要求。未經(jīng)洗滌各種類型織物抗靜電性能相當(dāng)；洗滌多次后，后整理型和化學(xué)改性型抗靜電性能明顯降低，而導(dǎo)電纖維混紡型和嵌入型的抗靜電性能較好。

　　5  結(jié)論

　　本文的分析可以了解到：

　?。?）抗靜電織物的品種較多，各具特點(diǎn)。在應(yīng)用過程中應(yīng)充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，才能做到物盡其用。

　　（2）根據(jù)最終產(chǎn)品的防靜電性能的要求，可選擇較為合理的導(dǎo)電纖維，以達(dá)到既符合抗靜電性能又節(jié)約成本的目的