抗静电纤维和导电纤维

抗静电纤维和导电纤维主讲内容静电与防护导电纤维抗静电纤维实际影响产生原因消除方法概况发展过程应用前景概况加工方法应用前景静电产生原因

静电产生的方式有很多，如接触、摩擦、冲流、冷冻、电解、压电、温差等，但主要的有三种形式：1）摩擦起电2）接触分离起电3）感应带电静电与纺织品加工

纺织材料静电主要是由于表面间的摩擦产生的。纺织材料是电的不良导体，具有很高的电阻率。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。静电与纺织品加工

在民用方面，静电会导致纺织品的使用过程中吸尘沾污，服装纠缠人体产生粘附不适感，对人体健康产生不利影响。在产业应用方面，静电是火工、化工、石油等加工行业引起火灾、爆炸等事故的主要诱发原因之一，也是化纤等纺织品行业加工过程中的质量及安全事故隐患之一消除方法材料若要有良好的抗静电作用，一般要求其静电衰减时间≤1秒，亦即质量比电阻在1010～1011兆·cm以下。1.提高纤维的亲水性提高织物的亲水性，可以涂抹表面活性剂，或在纤维生产时添加吸水性好的微粒。2.电荷中和法将处于静电序列两端的两种纤维材料混合应用，这种中和不是消除电荷，而是抵消表面电荷。3.静电逸散法采用导电纤维将纺织品上的静电导走的方法。导电纤维

导电纤维通常是指在标准状态下(20℃,65%相对湿度)比电阻在102～1088.cm的纤维。比电阻在109～10128.cm的纤维一般作为抗静电性能。这些纤维基本上属于电子导电为机理的功能纤维,可以通过电子传导和电晕放电而消除静电。导电纤维的分类导电纤维{金属系碳黑系金属化合物系{金属纤维金属涂层、镀层纤维{碳纤维碳黑混炼型纤维{涂层型纤维复合纺纤型纤维{化学反应型纤维复合纺丝型纤维导电纤维导电填料体积电阻(cm

)优点缺点金属盐10-2浅色填充量大碳黑10-2高性价比，用途广泛，重量轻，耐腐蚀，导电性可调颜色深，不适于洁净场所石墨10-4对体系流变性能影响小颜色深碳纤维10-3强度高弯曲模量低碳纳米管10-6增强、导热价格昂贵金属粉末10-6导电性能好易氧化，不耐腐蚀，比重大IDP10-4导电性好加工困难，化学性质不稳定，环保和健康导电纤维

导电填料浓度与聚合物表面电阻间的关系导电纤维

金属纤维其中以不锈钢纤维为最多，加工方法主要有拉伸法、熔融纺丝法、切削法、涂布法、结晶吸出法等。金属涂层纤维是在基质纤维上依靠胶接剂涂覆一层金属粉末。金属镀层纤维是合成纤维织物经化学电镀后，再解编而成导电纤维导电纤维

炭黑系纤维中碳纤维是由聚丙烯腈、粘胶、沥青纤维经过高温碳化而成的。碳黑混炼型纤维中涂层纤维加工方类同于金属涂层法。复合纺丝型纤维是在纺制复合纤维中，作为导电组分的那一组分中添加入了20~45％的碳黑粉末，使碳黑在导电组分中沿纤维轴向处于连续状态.导电纤维导电纤维的抗静电机理导电纤维的抗静电机理是使导电纤维之间产生电晕放电。电晕放电是一种很缓和的放电形式，当静电压达到一定的数值后，即产生无火花的电晕放电使静电消除。这种现象通常认为是织物中的导电纤维，在静电场的作用下，使周围的空气产生电离作用而形成正负离子，正负离子中的一种与织物所带静电荷相反而中和。导电纤维发展过程抗静电技术的发展过程第一阶段：采用吸湿性抗静电剂对纤维或织物进行表面处理，或通过本征型静电逸散聚合物(IDP)与普通聚合物共混或共聚而得到抗静电纤维。这两种抗静电纤维都是基于吸湿放电原理来降低纺织品的比电阻，加快电荷逸散，其制成品的表面电阻ρs一般在109~1012。缺点：对环境相对湿度依赖性较大，当环境相对湿度40%时，抗静电性急剧下降。耐久性差：纤维中抗静电组分有向纤维表面的富集趋势，使其耐久性和手感较差。导电纤维发展过程第二阶段：金属纤维和导电物质表面涂敷。金属导电纤维：首先由美国的Bekaert公司在上世纪60年代生产的。金属纤维具有导电性好、耐热、耐化学的优点，但弹性差、伸长小、粗硬挺直、表面粗糙，在制成细旦纤维时，成本较高，与普通合成纤维混纺时抱合性差。导电物质表面涂敷纤维：这种纤维的代表是上个世纪60年代末由德国BASF公司率先开发出的碳黑型表面涂敷导电纤维。可以通过物理、化学等途径，在纤维表面涂敷和固着金属、碳、导电高分子等导电物质。这种纤维的导电成分都分布在纤维表面，抗静电效果较好，但在使用过程中，导电物质容易脱落，使导电性丧失。

从纺织品开发的角度来看，宜采用导电纤维或做抗静电处理，以达到良好的抗静电性能。使用导电纤维开发的抗静电织物存在的问题是织物的后整理（染色）问题，由于导电纤维大多数为深色，其染色性能成为一个问题。导电纤维发展方向和不足抗静电纤维抗静电纤维的种类1）表面活性剂添加型纤维：为制备效果相对耐久的表面活性剂添加型抗静电纤维，可采用将表面活性剂添加到纺丝液中进行共混纺丝的方法，利用表面活性剂从内向外的不断迁移扩散，使纤维表面长期含有表面活性剂。2）共混（成纤聚合物与抗静电剂）、共聚合（亲水性化合物与纤维单体）和接枝改性型抗静电纤维抗静电纤维中文名称：抗静电纤维英文名称：antistaticfiber定义：不易集聚静电荷，有防止产生静电和消除静电作用的纤维。抗静电纤维抗静电纤维：用于一般性抗静电服装、毛毯等。抗静电纤维抗静电机理抗静电纤维的抗静电机理是通过吸湿使大部分产生的静电泄漏,属于利用漏电效应。导电纤维的抗静电机理主要是当导电纤维接近带电体时,利用电场引起自身电晕放电,使静电中和,属于放电效应与导电纤维的区别电晕放电与静电泄露的显著区别是：前者在不接地的情况下也能很好地消除织物上的静电，而后者则需要接地或在空气较大的情况下才能使静电消除。

抗静电纤维的加工方法纤维或其制品表面处理纤维及其制品的表面接枝施加抗静电剂不锈钢纤维混纺抗静电纤维的加工方法纤维及其制品的表面接枝纤维及其制品表面接枝是用亲水性单体在纤维表面接枝聚合。其接枝的方法是利用聚合引发剂和紫外线、放射性离子等高能射线，在纤维聚合物的一部分主链上形成游离基或离子，再与亲水性单体反应。抗静电纤维的加工方法施加抗静电剂纤维内部混入抗静电剂，使纤维本身具有抗静电性。所用的抗静电剂