Antistatiske fibre
Antistatiske fibre er en kategori kjemiske fibre som ikke lett akkumulerer statiske ladninger. Under standardforhold kreves det at antistatiske fibre har en volumresistivitet på mindre enn 10¹⁰Ω·cm eller en halveringstid for statisk ladning på mindre enn 60 sekunder.
1 Funksjoner av antistatiske fibre…
Antistatiske fibre
Antistatiske fibre er en type kjemisk fiber som ikke lett akkumulerer statiske ladninger. Under standardforhold kreves det at antistatiske fibre har en volumresistivitet på mindre enn 10¹⁰Ω·cm eller en halveringstid for statisk ladning på mindre enn 60 sekunder.
1 Funksjoner av antistatiske fibre
1.1 Årsaker til og farer ved statisk elektrisitet i tekstilmaterialer
Tekstilmaterialer er for det meste elektriske isolatorer med relativt høy spesifikk motstand, spesielt syntetiske fibre med lav fuktighetsabsorpsjon, som polyester-, akryl- og polyvinylkloridfibre. Under tekstilbehandling vil nær kontakt og friksjon mellom fibre og fibre eller fibre og maskindeler føre til ladningsoverføring på overflaten av gjenstander, og dermed generere statisk elektrisitet.
Statisk elektrisitet kan ha mange negative effekter. For eksempel frastøter fibre med samme ladning hverandre, og fibre med ulik ladning tiltrekkes maskindeler, noe som fører til at fibrene fluffer, at garnet blir mer håraktig, at pakkene ikke formes, at fibrene fester seg til maskindelene, at garnet brekkes og at det dannes spredte striper på stoffoverflaten. Etter at klærne er ladet, er det lett å absorbere støv og bli skitne, og det kan oppstå sammenfiltring mellom klær og menneskekroppen, eller mellom klær og klær, og det kan til og med oppstå elektriske gnister. I alvorlige tilfeller kan den statiske spenningen nå flere tusen volt, og gnister som genereres ved utladning kan forårsake branner med alvorlige konsekvenser.
1.2 Metoder for å løse statisk interferens i syntetiske fiberstoffer
Det finnes ulike metoder for å gi syntetiske fibre og deres stoffer slitesterke antistatiske egenskaper. For eksempel kan hydrofile polymerer eller ledende lavmolekylære polymerer tilsettes under polymerisasjonen eller spinningen av syntetiske fibre; komposittspinneteknologi kan brukes til å produsere komposittfibre med et hydrofilt ytre lag. I spinneprosessen kan syntetiske fibre blandes med fibre med sterk hygroskopisitet, eller fibre med positive ladninger og fibre med negative ladninger kan blandes i henhold til potensialsekvensen. Slitesterk hydrofil tilleggsbehandling kan også påføres tekstiler.
2 typer antistatiske fibre
2.1 Fibre tilsatt overflateaktivt middel
For å fremstille fibre med relativt varige antistatiske effekter, tilsettes ofte overflateaktive stoffer i spinnmiddelet for blandingsspinning. Etter fiberdannelse vil overflateaktive stoffer kontinuerlig migrere og diffundere fra innsiden av fiberen til overflaten i kraft av sine egne egenskaper, for å oppnå den antistatiske effekten. Det finnes også metoder som å fikse overflateaktive stoffer på fiberoverflaten gjennom lim eller tverrbinding av dem til filmer på fiberoverflaten, og effekten ligner på å påføre antistatisk lakk på plastoverflaten.
Den antistatiske effekten av slike fibre er nært knyttet til miljøfuktigheten. Når fuktigheten er høy, kan fuktighet øke den ioniske konduktiviteten til det overflateaktive stoffet, og den antistatiske ytelsen forbedres betydelig; i tørre miljøer vil effekten svekkes.
2.2 Blanding, kopolymerisering og podningsmodifisering av antistatiske fibre
Kjernen i denne typen antistatisk fiber er å modifisere den fiberdannende polymeren og forbedre fiberens hygroskopisitet ved å tilsette hydrofile monomerer eller polymerer, og dermed gi den antistatiske egenskaper. I tillegg kan kobbersulfat blandes inn i akrylspinnemiddelet, og etter spinning og koagulering behandles det med et svovelholdig reduksjonsmiddel, noe som kan forbedre produksjonseffektiviteten og konduktiviteten til ledende fibre. I tillegg til vanlig blandingsspinning har metoden for å tilsette hydrofile polymerer under polymerisasjon for å danne et mikro-flerfasedispersjonssystem gradvis dukket opp, for eksempel å tilsette polyetylenglykol til kaprolaktamreaksjonsblandingen for å forbedre holdbarheten til de antistatiske egenskapene.
2.3 Metallledende fibre
Metallledende fibre er vanligvis laget av metallmaterialer gjennom spesifikke fiberdannelsesprosesser. Vanlige metaller inkluderer rustfritt stål, kobber, aluminium, nikkel, etc. Slike fibre har utmerket elektrisk ledningsevne, kan raskt lede ladninger og effektivt eliminere statisk elektrisitet. Samtidig har de også god varmebestandighet og kjemisk korrosjonsbestandighet. Når de brukes på tekstiler, er det imidlertid noen begrensninger. For eksempel har metallfibre lav kohesjon, og bindingskraften mellom fibrene under spinning er utilstrekkelig, noe som sannsynligvis vil forårsake problemer med garnkvaliteten. Fargen på ferdige produkter er begrenset av selve metallfargen og er relativt enkel. I praktiske anvendelser blandes de ofte med vanlige fibre, og bruker den ledende fordelen til metallfibre for å gi blandede produkter antistatiske egenskaper, og bruker vanlige fibre for å forbedre spinneytelsen og redusere kostnader.
2.4 Karbonledende fibre
Fremstillingsmetodene for karbonledende fibre inkluderer hovedsakelig doping, belegg, karbonisering, osv. Doping er å blande ledende urenheter inn i det fiberdannende materialet for å endre materialets elektroniske struktur, og dermed gi fiberen konduktivitet; belegg er å danne et ledende lag ved å belegge et lag med karbonmateriale med god konduktivitet, for eksempel karbon svart, på fiberoverflaten; karbonisering bruker vanligvis viskose, akryl, bek, osv. som forløperfibre, og omdanner dem til ledende karbonfibre gjennom høytemperaturkarbonisering. De karbonledende fibrene som er fremstilt ved disse metodene, oppnår en viss konduktivitet samtidig som de beholder deler av fibrenes opprinnelige mekaniske egenskaper. Selv om karbonfibre behandlet med karbonisering har god konduktivitet, varmebestandighet og kjemisk motstand, har de høy modulus, hard tekstur, mangel på seighet, er ikke motstandsdyktige mot bøying og har ingen varmekrympingsevne, så deres anvendelighet er dårlig i noen tilfeller der fibrene trenger god fleksibilitet og deformerbarhet.
2.5 Organiske ledende fibre laget av ledende polymerer
Organiske ledende fibre laget av ledende polymerer har en spesiell konjugert struktur, og elektroner kan bevege seg relativt fritt på molekylkjeden, og dermed ha konduktivitet. På grunn av deres unike ledende egenskaper og organiske materialegenskaper, har slike fibre potensiell anvendelsesverdi i noen avanserte felt med spesielle krav til materialytelse og lav kostnadsfølsomhet, for eksempel spesifikke elektroniske enheter og romfart.
2.6 Organiske ledende fibre laget ved å belegge ledende stoffer på vanlige syntetiske fibre
Denne typen fiber oppnår en antistatisk funksjon ved å belegge ledende stoffer som karbonrøyk og metall på overflaten av vanlige syntetiske fibre gjennom overflatebehandlingsprosesser. Prosessen med å belegge metall er relativt kompleks og kostbar, og kan ha en viss innvirkning på slitasjeegenskapene, som for eksempel fiberens følelse.
2.7 Organiske ledende fibre laget med komposittspinnemetoden
Komposittspinnemetoden går ut på å danne en enkelt fiber med to eller flere forskjellige komponenter gjennom en spesiell komposittspinneenhet i samme spinneprosess ved å bruke to eller flere polymerer med forskjellige sammensetninger eller egenskaper. Ved fremstilling av antistatiske fibre brukes vanligvis polymerer med konduktivitet eller polymerer tilsatt ledende stoffer som én komponent og blandes med vanlige fiberdannende polymerer. Sammenlignet med andre antistatiske fiberfremstillingsmetoder har fibrene som fremstilles med komposittspinnemetoden mer stabile antistatiske egenskaper og mindre negativ innvirkning på fibrenes opprinnelige egenskaper.
3 bruksområder for antistatiske fibre
I hverdagen, når luften er for tørr om vinteren, er det sannsynlig at statisk elektrisitet genereres mellom menneskelig hud og klær, og den umiddelbare statiske spenningen kan nå titusenvis av volt i alvorlige tilfeller, noe som forårsaker ubehag for menneskekroppen. For eksempel kan det å gå på tepper generere 1500–35 000 volt statisk elektrisitet, å gå på vinylgulv kan generere 250–12 000 volt statisk elektrisitet, og å gni mot en stol innendørs kan generere mer enn 1800 volt statisk elektrisitet. Nivået av statisk elektrisitet avhenger hovedsakelig av fuktigheten i den omkringliggende luften. Vanligvis, når den statiske forstyrrelsen overstiger 7000 volt, vil folk føle et elektrisk støt.
Statisk elektrisitet er skadelig for menneskekroppen. Vedvarende statisk elektrisitet kan øke alkaliteten i blodet, redusere kalsiuminnholdet i serum og øke kalsiumutskillelsen i urinen. Dette har større innvirkning på barn i vekst, eldre med svært lave kalsiumnivåer i blodet, gravide kvinner og ammende mødre som trenger mye kalsium. Overdreven akkumulering av statisk elektrisitet i menneskekroppen vil forårsake unormal strømledning i hjernens nervecellemembraner, påvirke sentralnervesystemet, føre til endringer i blodets pH og oksygenegenskaper i kroppen, påvirke kroppens fysiologiske balanse og forårsake symptomer som svimmelhet, hodepine, irritabilitet, søvnløshet, tap av appetitt og mental transe. Statisk elektrisitet kan også forstyrre menneskers blodsirkulasjon, immun- og nervesystem, påvirke det normale arbeidet til ulike organer (spesielt hjertet), og kan forårsake unormal hjertefrekvens og for tidlig hjerteslag. Om vinteren er omtrent en tredjedel av hjerte- og karsykdommer relatert til statisk elektrisitet. I tillegg kan statisk elektrisitet på menneskekroppen forårsake branner i brannfarlige og eksplosive områder.
Publiseringstid: 09. des. 2025
