织物的抗静电整理

织物的抗静电整理

纺织材料是电的不良导体，它们具有很高的比电阻。纤维及其制品在生产加工和使用过程中，由于受摩擦、牵伸、压缩、剥离及电场感应和热风干燥等因素的作用而产生静电。如果这些静电荷不能通过各种途径迅速散失，就会在材料和加工机械上逐渐增加:基于静电的力学效应和放电效应，静电荷的积累达到一定程度时将会引发各种障碍和危害。随着化学纤维特别是合成纤维在纺织上的生产和应用越来越广泛，这些高分子聚合物所固有的高绝缘性和疏水性，使之极易产生静电的积聚，因此，织物抗静电已成为急待解决的一个重要问题。

一、静电的产生及危害

1、静电的产生

静电是由静电荷产生的一种物理现象，也是指在一定容积或一定表面上产生的正负电荷在没有泄漏的情况下保持不动，带有一定电性的状态。静电的产生，现象复杂，时今尚无定论，但静电产生的先决条件是出现电荷聚集即起电。一般认为，静电现象是由两种不同或相同的物体经过接触或摩擦后，物体间发生电子移动，打破了原来的电性平衡，因而产生静电。

一般来说，几乎任何两个物体的表面相互接触摩擦和随着的分离都会产生静电。两物体表面的电荷特性取决于电子流和摩擦电序列，常用纺织纤维的电序列如下：

＋羊毛锦纶蚕丝粘胶纤维棉苎麻醋酯纤维维纶绦纶腈纶丙纶－当两种纤维织物相互摩擦时，在电序列中靠左边的纤维带正电，而靠右边的纤维带等量负电。如棉与涤纶摩擦，棉一般带正电，绦纶带负电。而棉与蚕丝摩擦时，则棉带负电，蚕丝带正电。

影响纤维带电量的因素很多，但主要取决于纤维的吸湿性和空气的相对湿度及摩擦条件。纤维的亲水性越好，吸湿越多，带电量越低。因为纤维表面及纤维微毛细管中容易形成表面水膜或纤维中的水脉，有利于电子或离子的泄逸。天然纤维如棉、毛、丝、麻等吸湿性较高，电阻较低，静电现象并不严重，而合成纤维由于吸湿性较低、结晶度高等特性易产生静电。空气的相对湿度越低，纤维的吸湿率越低，即使是亲水性纤维，也由于回潮率低而易产生静电。因为即使是亲水性纤维，在绝对干燥的情况下也是绝缘体。纤维表面越粗糙，则摩擦系数越大，接触点越多，越容易产生静电。两物体表面的相对摩擦速度越快，则点接触的几率越大，电荷密度越大，电位差也越高。摩擦时，纤维间的压力越大，则摩擦面积越大，带电量也越大。温度对纤维材料的静电量也有影响，温度提高，电阻下降，带电量减小。

2、静电的危害

纺织材料在生产加工过程中受各种因素作用而在材料和加工机械上产生并积累静电，虽然它们的电流很小，不会对人身产生生命威胁，但是却能制造很多麻烦。静电不仅导致纺织加工困难，如加工时纤维缠绕机件、纱线发毛不能集束、

织造时经纱开口不清，而且在纺织品的使用过程中容易吸尘沾污，服装纠缠人体产生粘附不适感，并对人体有害，如使血液PH值升高,血液中钙含量下降，尿液中钙含量增加，血糖升高，维生素C含量下降。静电严重者还可能引起火灾、爆炸。因此，抗静电织物的开发是非常必要的。

二、静电的消除

纤维材料产生的静电荷其散逸都是通过纤维材料表面的传导、空气传导和纤维材料内部扩散，其中前二者的作用是电荷逸散的机制，纤维表面形态和性质决定了纤维材料的静电性能。因此，常用的纺织品静电消除方法有：

1、对织物表面进行整理

对合成纤维织物进行抗静电树脂整理。所用抗静电剂大多数是结构与被整理的纤维相似的高分子物，经过浸、轧、焙烘而粘附在合成纤维或其织物上。这些高分子物是亲水的，因此涂覆在表面上可通过吸湿而增加纤维的导电，使纤维不至于积聚较多的静电荷而造成危害。

2、制造抗静电纤维

抗静电纤维的制造方法是在合成纤维聚合物内部添加抗静电剂，如磷酸酯、磺酸盐等表面活性剂，或是引入第三单体，如聚氧乙烯及其衍生物，以使纤维本身具有抗静电效果。添加在聚合物内部的抗静电剂大多数具有极性基团，这些极性基团在聚合体的外层形成导电层或通过氢键与空气中水分相结合，使聚合体的电阻减少，加速静电荷的散逸。

3、织物中嵌织导电纤维

在合成纤维织物中，嵌入导电纤维也是一种有效的消除静电的方法。导电纤维的现有品种类型有：金属纤维、碳纤维、有机导电纤维；碳黑、石墨、金属或金属氧化物等导电性物质与普通高聚物共混或复合纺丝制成的导电纤维；导电高分子直接纺丝制成的有机导电纤维。这些导电纤维从其结构可分为导电成分均一型和导电成分被覆型、导电成分复合型三类。金属纤维导电性能好、耐热、耐化学腐蚀，但对于纺织而言，金属纤维抱合力小，纺纱性能差，成品色泽受限制，多用于地毯和工作服面料，制成高细度纤维时价格昂贵；碳纤维导电性能好，耐热、耐化学药品，但模量高、缺乏韧性、不耐弯折、无热收缩能力，适用范围有限；有机导电纤维中由聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等高分子导电材料直接纺丝制成，有机导电纤维纺丝困难，价格更高，也难在纺织品中广泛使用。三、抗静电整理剂

抗静电整理剂种类很多，根据抗静电效果的持续性可分为耐久性抗静电剂和暂时性抗静电剂；耐久性抗静电整理剂此类整理剂在织物上具有较好的耐久性，能耐20次以上洗涤。非耐久性抗静电整理剂对纤维的亲和力小，不耐洗涤，常用于合成纤维的纺丝油剂以及不常洗涤织物的非耐久性抗静电整理。这一类整理剂主要是表面活性剂,包括阳离子型、阴离子型和非离子型。

1、阳离子型抗静电剂：适合涤纶等带负电的纤维；有季铵盐、聚乙烯多胺、烷基胺盐等。这类抗静电剂既有良好的抗静电效果，又有良好的平滑性和吸附性，

但毒性较强，耐光性低，会使染料变色，腐蚀金属，刺激皮肤，而且耐热性较差，难以适应高温聚合纺丝的需要，多数用于表面处理。

2、阴离子型抗静电剂：适合羊毛等带负电的纤维；这类抗静电剂有脂肪酸胺盐、烷基磺酸盐、烷基硫酸酯盐、烷基磷酸酯盐等。油脂、脂肪酸、高级醇的硫酸脂盐或磷酸脂盐的抗静电剂作用最有效，胺盐、乙醇胺盐等的效果相对较差。水溶性好易于洗除。

3、非离子型抗静电剂：这类抗静电剂有聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、烷基多元醇等；该类抗静电剂具有一定的耐洗涤性，对皮肤的刺激小、毒性小。

四、抗静电整理效果评定

评定抗静电效果主要是测定织物上的静电量，而静电量常用静电压、半衰期和表面比电阻来表示。

1、表面比电阻：表面比电阻表示纤维材料静电衰减速度的大小，在数值上等于材料的表面宽度和长度都等于1cm时的电阻，单位为Ω。

2、半衰期：半衰期也是衡量织物上的静电衰减速度大小的物理量，表示织物上的静电荷衰减到原始数值一半所需的时间，单位为s。

3、质量比电阻：为一个均匀样品长1cm、重1g时用Ω表示的电阻值，单位是Ωg/cm2。

4、静电压：纺织品相互摩擦或与其他物品摩擦以后，摩擦起电或泄电达到平衡时的电压值。

纺织材料为减少静电，一方面是降低摩擦程度，控制电荷的产生；另一方面是提高纤维的导电性能，以加快电荷的泄漏。由于在加工和使用中摩擦现象不可避免，因此制造性能更好的导电纤维是纺织材料抗静电技术发展的基本方向。而纺织生产过程中可以采用加入抗静电剂的方法来减少静电的干扰。纳米技术和纳米材料的发展为抗静电产品提供了新的途径和思路。纳米材料特殊的导电和电磁性能,超强的吸收性和宽平带性,为导电吸波织物的研究开发提供了新条件。新型抗静电剂、新型导电纤维的研制和开发以及混织、嵌织技术的不断完善将是织物抗静电技术发展的趋势。