抗静电纤维

抗静电纤维是指在标准状态（20℃，相对湿度为65％）下，体积电阻率小于1010Ω·cm或静电荷的半衰期小于60s的纤维。抗静电纤维不易积累静电荷。

草图

纺织品，尤其是普通的合成纤维产品，由于在生产，加工和使用过程中会产生摩擦和感应，容易产生静电，产生的电荷不易逸出，影响穿着的舒适性和工作的安全性。因此，有必要对纤维进行抗静电和导电处理，以制备抗静电纤维和导电纤维。

抗静电纤维是一种合成纤维，可以减少或消除使用中的静电。比体积电阻通常为107-108Ω·cm。导电纤维是一种功能性纤维，可以通过电子传导和电晕放电消除静电。它通常是指在标准状态（20℃和相对湿度65％）下体积比电阻小于107Ω·cm的纤维。

抗静电纤维和导电纤维都用于改善合成纤维和产品的静电性能，但是两种纤维之间的抗静电机理有所不同。抗静电纤维的抗静电机理是大部分静电泄漏是由吸湿引起的，利用了泄漏的作用。它需要吸收环境中的水分以增加静电泄漏，因此它高度依赖于环境湿度。导电纤维的抗静电机理主要是当导电纤维靠近带电体时，电场将引起自电晕放电，以中和静电，属于放电作用。

分类

根据抗静电作用的持久性，可以将其分类为暂时的和持久的。根据导电成分，抗静电纤维有五种，包括抗静电剂，金属系列，炭黑系列，聚合物型和纳米金属氧化物型。

1.抗静电剂型的抗静电纤维

抗静电剂可以在纤维表面上形成导电层，降低其表面电阻率，并使静电迅速泄漏。同时，它还可以赋予纤维表面一定的润滑性，以降低摩擦系数并抑制和减少静电荷的产生。常用的抗静电剂主要是表面活性剂，并且其分子结构包含亲脂性和亲水性基团。亲水基团在材料的表面上排列并形成“水膜”。因此，抗静电剂的使用效果取决于剂量和许多外部因素，例如温度，相对湿度等。

2.金属抗静电纤维

金属系列抗静电纤维是利用金属的导电性制成的。主要方法是直接拉丝。线材反复通过模具并拉伸以生产直径为4-16μM的纤维。常用的金属是不锈钢，铜，铝，金，银等。也使用类似的方法，其中金属直接切成纤维丝此外，还有金属喷涂的方法，首先对普通纤维进行表面处理，然后再进行真空喷涂或化学镀，将金属沉积在纤维表面，使纤维具有类似金属的导电性。金属系列抗静电纤维具有良好的导电性和低电阻率，但是纤维的手感较差，并且纤维的掺混过程难以控制，限制了其进一步的应用。

3.炭黑抗静电纤维

利用炭黑的导电性来制备抗静电纤维是一种古老而普遍的方法。此方法可以分为以下三类：

（1）掺杂方法。通过将炭黑与纤维形成材料混合来纺制炭黑。炭黑在纤维中形成连续相结构，赋予纤维抗静电性能。该方法一般采用皮芯复合纺丝法，不仅不影响纤维的原始物理性能，而且使纤维具

有抗静电性能。

（2）涂布方法。涂覆方法是在普通纤维的表面上涂覆炭黑。涂覆方法可以使用粘合剂在纤维表面上粘合炭黑，或直接软化纤维表面并与炭黑粘合。

（3）纤维碳化。某些纤维，如聚丙烯腈纤维，纤维素纤维，沥青纤维等，在碳化后，其主链为碳原子，因此具有导电性。低温碳化通常用于丙烯腈纤维。

炭黑抗静电纤维的突出缺点是产品颜色单一，只能是黑色或深灰色。此外，炭黑容易脱落，并且不容易均匀地分布在纤维表面上。另外，使用皮芯层纺丝时需要专用设备，因此制造成本很高。

4.高分子抗静电纤维

聚合物材料通常被视为绝缘体。1970年代，聚乙炔导电材料的成功开发打破了这一传统观念。之后，聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩和其他高分子导电材料层出不穷。由导电聚合物制备导电纤维的主要方法有两种：一种是导电聚合物材料的直接纺丝法，主要采用湿法纺丝，如将聚苯胺混入浓溶液中，并在一定的混凝浴中拉伸纺丝。另一种是后处理方法，其在普通纤维的表面上进行化学反应以使导电聚合物吸附在纤维的表面上，从而使普通纤维具有抗静电性。聚合物抗静电纤维具有良好的手感，但稳定性较差，抗静电性能强烈依赖于环境，抗静电性能会随着时间的延长而缓慢下降，从而限制了其应用。

5．纳米级金属氧化物型抗静电纤维

纳米级金属氧化物粉体的浅色透明特征，决定了可制得浅色、高

透明度的纳米级金属氧化物型抗静电纤维。纳米级SnO2透明导电粉末在抗静电纤维制备中占有重要的地位。首先制得纳米级SnO2(掺锑)透明导电粉末，然后在表面处理装置中加入一定量的表面处理剂进行局部包覆，得到分散性良好的纳米级透明导电粉末或其分散体，最后选择纤维材料基体，根据抗静电等级，按比例加入浓缩的导电色浆，充分分散，获得纺丝前驱体，经湿法或干法纺丝制得抗静电性能优良的纤维。