纺织品抗静电技术
2012-10-17
    
      纺织材料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易于产生静电。随着合成纤维在纺织上生产和应用的越来越多,这些高分子聚合物所固有的高绝缘性和憎水性,使之极易产生、积累静电。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,更是一些高危引起火灾、爆炸等事故的主要诱发因素之一,也是化纤等纺织行业加工过程中的质量及安全事故隐患之一。产生静电的机理有多种,纺织材料静电主要是由于表面间的相互摩擦产生的。在表面易电离物质导电性较高以及水汽分压较大的情况下,纤维的导电性会大大提高。
      抗静电织物可分为民用和产业用静电防护服两大类。静电防护服按照最终用途可分为无尘无菌工作服、防火防爆工作服、手术服、安全作业服(如电力工人工作时穿的静电防护服、导电服等)等。其处理方法一般为下文中的几种:
      用表面活性剂对纤维进行亲水化处理:所用表面活性剂包括阳离型、阴离子型和非离子型,其中阳离子表面活性剂的抗静电效果最好,高分子量非离子型表面活性剂的抗静电效果耐久性最好。此法的优点为简便易行,特别适合于消除纺织加工过程中的静电干扰;缺点为抗静电效果的耐久性差,表面活性剂易挥发,更不耐洗涤,而且在低湿度环境中不显示抗静电性能。
      对成纤高聚物进行共混、共聚合或接枝改性:与前面方法的相同之处是在成纤高聚物中添加亲水性单体或聚合物,提高吸湿性,从而获得抗静电性能。另外,用共聚合的方式将亲水性极性单体聚合到疏水性合成纤维主链上,例如在PET大分子中嵌入聚乙二醇,也可提高纤维的吸湿性和抗静电性能。
      生产抗静电纱线:在纺纱中混入少量的导电短纤维,可以生产抗静电纱线,同时可以减少甚至消除纺纱过程中存在的静电问题。大量实验表明,纱线中混入少量的有机导电纤维后,纱线的电阻率会有明显降低。导电纤维包括金属纤维、镀金属纤维和有机导电纤维。应用较为广泛的金属纤维主要是不锈钢纤维,其制造方法主要是线材拉伸法、熔融纺丝法、切削法等,目前市场上用来开发抗静电混纺纱多采用有机导电纤维。
      用表面活性剂直接对织物表面进抗静电处理的方法始于上世纪50年代,这种方法适合于各种纤维材料。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。这种方法除使织物具有抗静电效果外,处理后的织物还具有吸湿、防污、不吸尘等功能。但方法较为简单,因此成品价格也较为便宜。
     而导电纤维价格较高,制成织物成本较高,在设计时应通过对各影响因素(导电丝间距、织物密度等)进行最优化分析,从而达到使用最少的导电纤维获得最佳的抗静电性能。另外,由于使用的导电长丝大多为黑色,在设计织物组织时,应尽量使导电丝的经组织点隐藏在基础组织经组织点下面,以保证正面的织物组织结构不被破坏。而在织物反面,使导电丝尽量显露在织物表面,以利于放电。
      目前,民用纺织品抗静电主要使用后整理的方法。静电防护织物中,导电性纤维以一定的间隔在织物中沿纵向或横向或纵横向同时分布形成纵条、横条或格子,根据抗静电性能的要求,间隔范围常选择在3mm~15mm,因其具有良好的耐洗性、耐摩擦性、耐热性、耐光照性及永久的抗静电性,且不受环境温湿度变化的影响,正得到愈来愈广泛的开发和应用。由于大多数的导电纤维为深色,所以在使用导电纤维开发抗静电织物时,必须注意织物的染色性能。
      随着人们对服装性能的要求的提高及生产上精密度和安全性的考虑,对抗静电纺织品的要求越来越高,目前的抗静电技术需要不断的改进和提高,从目前形势来看,将上述几种抗静电途径的混合使用能达到优良的抗静电效果。                     
编文/怡静

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