導(dǎo)電纖維的特點(diǎn)解讀
抗靜電織物從加工工藝來看有后整理型、纖維化學(xué)改性型、導(dǎo)電纖維混紡型、導(dǎo)電纖維嵌入型等 4 種類型。其中后整理型工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，但不耐洗滌，受空氣相對(duì)濕度影響較大；纖維化學(xué)改性型抗靜電纖維本身的黑色在淺色織物中無法掩蓋，影響外觀；而導(dǎo)電纖維混紡型和導(dǎo)電纖維嵌入型織物以其導(dǎo)電性能好、耐洗滌的優(yōu)良性能被較為廣泛應(yīng)用于抗靜電織物當(dāng)中。
二、導(dǎo)電纖維織物的抗靜電機(jī)理
一般將電阻率在 108 Ω/cm 以下的纖維(20℃、65%R.H)統(tǒng)稱為導(dǎo)電纖維。導(dǎo)電纖維是以電子導(dǎo)電為機(jī)理的纖維，因此無濕度依賴性，具有遠(yuǎn)高于抗靜電纖維的消除和防止靜電作用的性能。在織物中混入 0.5%～5%的導(dǎo)電纖維即可解決織物帶靜電問題。
含導(dǎo)電纖維的織物是利用電體的靜電誘導(dǎo)、電暈放電、泄露等綜合作用而實(shí)現(xiàn)抗靜電性能的。其過程為：織物因摩擦帶上靜電→織物中產(chǎn)生的電荷向?qū)щ娎w維匯集→導(dǎo)電纖維中誘發(fā)了與織物上電荷符號(hào)相反的電荷→導(dǎo)電纖維附近誘發(fā)產(chǎn)生靜電場(chǎng)，周圍的空氣受此電場(chǎng)的作用而電離→電暈放電產(chǎn)生的正負(fù)離子中與織物所帶電荷性質(zhì)相反的離子向織物移動(dòng)與織物所帶電荷中和→消除靜電。
三、導(dǎo)電纖維的分類
導(dǎo)電纖維可分金屬纖維、碳纖維、有機(jī)導(dǎo)電纖維、復(fù)合型導(dǎo)電纖維 4 大類。
①、金屬纖維
通過不銹鋼、銅、鋁絲拉伸，熔融紡絲，切割制成 4～16 μm 的纖維，混入常規(guī)的紡織材料中制成抗靜電織物。其導(dǎo)電性能好、耐熱、耐化學(xué)腐蝕，但抱合力小、可紡性能差、制成高細(xì)度纖維時(shí)價(jià)格昂貴，成品色澤受限制。
②、碳纖維
模量高、缺乏韌性、不耐彎折、無熱收縮能力，不適合于紡織品使用。
③、有機(jī)導(dǎo)電纖維
包括長(zhǎng)絲和短纖維兩大類，兩者各有不同的使用方法、使用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。長(zhǎng)絲常采用嵌織法在織物上形成條子或格子；而短纖維則多采用混紡的方法添加于織物。從含有機(jī)導(dǎo)電纖維紡織品的抗靜電機(jī)理考慮，有機(jī)導(dǎo)電纖維一方面提供電荷集結(jié)作用、另一方面提供電荷逸散通路，故長(zhǎng)絲易于形成電荷逸散通路。實(shí)驗(yàn)證明，為達(dá)到相同的抗靜電性能，短纖維的添加量約為長(zhǎng)絲的 10～20 倍。同理，當(dāng)有機(jī)導(dǎo)電長(zhǎng)絲應(yīng)用于針織物時(shí)，因?qū)щ娡烦是€狀，為達(dá)到相同的抗靜電性能要求，其添加量要高于機(jī)織物。
④、復(fù)合型導(dǎo)電纖維
將碳黑、TiO2SnO2、ZnO、CuI 等導(dǎo)電微粒與常規(guī)纖維材料復(fù)合而得到。它較之其他類型的導(dǎo)電纖維具有較好的成纖性能和持久的導(dǎo)電性。
復(fù)合紡絲所產(chǎn)生的導(dǎo)電纖維一般有導(dǎo)電成分露出型、三層同心圓、并列型、芯鞘型和海島型等 5 種主要結(jié)構(gòu)。它們的截面形狀如圖 1 所示。
⑤、種類型的導(dǎo)電纖維性能如下：
1) 導(dǎo)電成分露出型：導(dǎo)電成分分布并露出纖維表面，放電非常快，抗靜電效果好。這種形態(tài)的纖維雖然抗靜電效果好，但因?yàn)閷?dǎo)電層裸露在外，會(huì)因洗滌及摩擦使導(dǎo)電粒子流失而降低導(dǎo)電性能。導(dǎo)電成分容易損耗。
2) 三層同心圓：這是一種將導(dǎo)電成分夾在中間層的復(fù)合纖維。非導(dǎo)電成分和導(dǎo)電成分在 80:20～60:40 之間。非導(dǎo)電成分過大，導(dǎo)電性下降；過小，紡絲性變差。這種夾層結(jié)構(gòu)使導(dǎo)電分既接近表面附近又包覆在中間，所以白度增加且耐洗滌和摩擦，導(dǎo)電效果好又兼具耐久性。
3) 并列型：這是將纖維分成兩層、三層或更多層并列，使導(dǎo)電成分貫穿纖維橫截面并在兩端露出，所以電荷能導(dǎo)通到纖維的另一面，使垂直于纖維軸向的導(dǎo)電效果增加。此種纖維的導(dǎo)電部分不易超過 30%，以免使纖維的導(dǎo)電耐久性、耐摩擦性和耐洗滌性下降，可以通過增加并列的層數(shù)提高導(dǎo)電性。
4) 芯鞘型：這類纖維分為兩類：一是以導(dǎo)電成分為芯，非導(dǎo)電聚合物為鞘，一般的比例為 50:50，這種纖維白度好，耐洗滌，耐摩擦、耐久性好，但導(dǎo)電效果較差。二是以導(dǎo)電成分為鞘，非導(dǎo)電聚合物為芯，這種纖維導(dǎo)電效果佳，但導(dǎo)電成分裸露在外，使纖維的顏色、洗滌性、摩擦性受到影響。
5) 海島型：纖維的“海”為非導(dǎo)電聚合體，“島”為導(dǎo)電成分，“島”的直徑小于 0.5μm，“島”的直徑越小，開始電暈放電的電壓越低，殘留的帶電荷的量越少，可以避免因靜電引起的爆炸及火災(zāi)。在此成分中“島”的成分要與“海”的成分互容，一般成分比在 30:70 或 70:30 之間。
四、抗靜電性能的比較
本文以后整理型、纖維化學(xué)改性型、導(dǎo)電纖維混紡型、導(dǎo)電纖維嵌入型 4種抗靜電織物為樣本，按 GB/T12703.2–2009《紡織品靜電性能的評(píng)定第 2 部分：電荷面密度》的試驗(yàn)方法測(cè)定其未經(jīng)洗滌、洗滌 10 次、洗滌 20 次的電荷面密度（電荷面密度即樣品每單位面積上所帶的電量）。洗滌試驗(yàn)選擇 GB/T8629–2001中的 7A 程序洗滌，平鋪晾干，將洗滌后的樣品在 50℃下預(yù)烘 4 h，在溫度(20±2）℃,相對(duì)濕度（35±5)%條件下達(dá)到調(diào)濕平衡，不得沾污樣品。
五、結(jié)論
本文的分析可以了解到：
（1）抗靜電織物的品種較多，各具特點(diǎn)。在應(yīng)用過程中應(yīng)充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，才能做到物盡其用。
（2）根據(jù)最終產(chǎn)品的防靜電性能的要求，可選擇較為合理的導(dǎo)電纖維，以達(dá)到既符合抗靜電性能又節(jié)約成本的目的。
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