抗静电整理知识

抗静电整理知识

纤维材料相互之间或纤维材料与其他物体相摩擦时，往往会产生正负不同或电荷大小不同的静电。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。

纺织品上产生的静电对纺织品的生产及纺织品的使用都会带来很大的影响，甚至会带来危险。例如，在烘干后，织物含水率降低，不易导出静电，常被吸附在金属机件上，发生紊乱缠绕现象。同一种织物由于所带电荷相同，发生互斥，使落布不易折叠整齐，影响下道加工。操作工的手和带电荷的干布接触时常受到电击，带静电的服装易吸附尘埃而污染，服用衣着带静电后会发生畸态变形，如裙子粘在袜子上，外衣紧贴在内衣上等。带静电织物常有放电现象，若在爆炸区内，易发生爆炸事故。静电的产生还会影响纺织厂高速纺纱工序的正常进行，起毛机上的静电常使织物起毛困难，起出的绒毛紊乱及倒绕断头。所以对纺织品进行抗静电整理很有必要。

一、抗静电的方法

消除织物上静电的方法一般分物理方法和化学方法两种。

1、物理抗静电方法

如利用上述纤维的电序列，将相反电荷进行中和来消除或减弱静电量，如涤棉的混纺；用油剂增加纤维的润滑性可以减少加工中的摩擦，如合成纤维纺丝时添加油剂；静电荷的大小，取决于纤维间介质的介电常数，介电常数的数值愈大，愈易逸散静电。因此，若将纤维间的空气润湿以提高介电常数，就能减小带电量。如对起毛机的喷雾给湿来消除静电。还可以通过接地以导去纤维上的静电或增加工作环境的相对湿度，如通过织造车间的给湿来消除静电。

2、化学抗静电方法

用抗静电剂进行整理来消除静电。

⑴提高纤维的吸湿性用具有亲水性的非离子表面活性剂或高分子物质进行整理。水具有相当高的导电性，所以只要吸收少量的水，就能明显地改善聚合物材料的导电性。因此，抗静电整理的作用主要是提高纤维材料的吸湿能力，改善导电性能，减少静电现象。

表面活性剂的抗静电作用是由于它能在纤维表面形成吸附层，在吸附层中表面活性剂的疏水端与疏水性纤维相吸引，而极性端则指向外侧，使纤维表面亲水性加强，因而容易因空

气相对湿度的提高而在纤维表面形成水的吸附层，使纤维表面比电阻降低。但这类整理剂会因空气中湿度的降低而影响其抗静电性能。

⑵表面离子化用离子型表面活性剂或离子型高分子物质进行整理。这类离子型整理剂受纤维表层含水的作用，发生电离，具有导电性能，从而能降低其静电的积聚。这种整理剂也具有吸水性能，因此，其抗静电能力与它的吸湿能力及空气中的相对湿度也有关系。

二、抗静电整理剂及其应用

1、非耐久性抗静电整理剂

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。

⑴阴离子型表面活性剂如烷基磷酸酯类化合物的抗静电性较强。

⑵非离子型表面活性剂这一类整理剂具有亲水性基团如-OH、-CONH2和聚醚基等。例如，脂肪胺和脂肪酰胺的聚醚衍生物都是良好的抗静电剂。

⑶阳离子性表面活性剂一般是季铵盐类，该类抗静电剂的活性离子带有正电荷，对纤维的吸附能力较强，具有优良的柔软性、平滑性、抗静电性，既是抗静电剂，又是柔软剂，并且具有一定的耐洗性。

非耐久性抗静电整理剂加工的一般工艺流程为：浸轧抗静电整理剂（一浸一轧或二浸二轧，5～20g/L）→烘干（100～130℃）。

2、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。

⑴高分子量非离子型抗静电整理剂

◇聚对苯二甲酸乙二酯和聚氧乙烯对苯二甲酸酯的嵌段共聚物：这一类整理剂是染整加工中经常采用的抗静电剂，具有与涤纶相似的化学结构。

由于这类整理剂具有与涤纶相似的结构，当其进入聚酯的微软化纤维表面时，与聚酯大分子产生共结晶作用而固着在涤纶上，以获得耐久性。整理剂分子中的聚氧乙烯基团使涤纶具有一定的亲水性能而具有抗静电作用。

整理工艺流程为：浸轧整理剂→烘干→高温处理（180～190℃，30s）。

高温处理的目的是促进共结晶作用，并可与热定型同时进行。

◇丙烯酸系共聚物：这一类整理剂亦具有与涤纶相似的酯基，同属疏水基结合，其羧酸基定向排列，赋予织物表面亲水性而具有导电性。

其整理工艺为：浸轧整理剂→烘干→焙烘。

⑵交联成膜的抗静电整理剂这一类整理剂通过交联成膜作用在纤维表面形成不溶性的聚合物导电层，如含聚氧乙烯基团的多羟多胺类化合物。

其中羟基和氨基能与多官能度交联剂反应生成线性或三维空间网状结构的不溶性高聚物薄膜，以提高其耐洗性能。所用的交联剂可以是在酸性条件下反应的2D树脂或六羟甲基三聚氰胺树脂，也可以是在碱性条件下反应的三甲氧基丙酰三嗪，它的抗静电性由聚醚的亲水性产生。

三、静电大小的衡量

1、表面比电阻R s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t1/2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。