纤维材料静电
14页1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划纤维材料静电一纺织材料的静电现象干燥的纺织材料是绝缘体,比电阻很高,特别是吸湿能力差的合成纤维比电阻更大。纤维在纺织加工和使用过程中由于摩擦产生静电现象,给纺织生产和纺织品的使用带来种种不利的影响。合成纤维在开松过程中,由于静电纤维会贴附在机架、管道上使输出纤维层厚度不均;梳棉工序中,静电容易引起棉网破洞;并条工序种,静电吸引发生缠绕皮棍和罗拉,使条子发毛;静电使细沙断头增加,制造是开口不清;在纺织品服用过程中,静电干扰表现为缠贴现象,如女裙因静电吸引缠绕腿部;带有静电的衣服容易吸灰尘,而且这种尘埃不易刷掉,越刷静电越强,吸得越紧;化纤内衣带有静电,经常穿着会出现皮肤过敏、血压升高等不良影响;静电现象严重时,静电压高达几千伏,电荷放电会产生火花,会引起易燃气体的爆炸。静电有害但也有利,近年来日本,德国等对氯纶进行了大量的研究,发现织物的负电荷对关节、肌肉风湿,神经痛等疾病有良好的疗效。二静电产生的机理与评价指标纺织材料都是由大分子组成的,分子的原子是由带正电的原子核和带负电的
2、电子组成。两种纺织材料相摩擦,一定压力下,当摩擦接触表面的间距小于10-7cm时,界面上两侧的分子就会相互吸引,使界面上表层原子中的最外层电子不仅受到该物体原子核吸引,而且受到界面另一侧不同物质的原子核吸引。由于不同物质的原子对最外层电子的吸引力不同,吸引电子能力强的那种物质的原子核灰会使界面另一侧的部分电子偏向它的一侧,这样就在界面的两侧集中了相反的电荷层。在离开各自界面的方向上又分布着与各自界面一侧电荷符号相反的例子扩散层。由此就形成如图1所示的偶电层,在界面上形成电位差。具有极性基团的纤维材料在界面上的电位差的作用下会发生极化。这个电压实际上可等效为一个电容。偶电层层的电位差U=Q/C式中:U-偶电层电位差;Q-偶电压带电量;C-偶电压之间的等效电容.两种材料相互摩擦时,接触间距越小,电容越大。当分离时,偶电层的分子间距大大增加,等效电容大大减少。由于各种纤维的最大带电量接近相等,所以偶电层间的电位差大大升高。因此,高分子材料摩擦后快速分离时,图1:偶电层的形成尽管绝对带电量很小,但带静电电压极高可达到上万伏。早在18世纪,人们就对大量纺织材料的摩擦起电做了静电试验,得到了纤维材
3、料静电电位序列,如图表2所示。电位序列表中靠左短的物质带正电,靠右端的带负电荷。有表2可以看出羊毛、锦纶等纤维排在表的左端,纤维素纤维居中,一般化学纤维排在表的右端。纺织材料的静电性能指标有:(1)电荷量Q单位为库,可以电荷面密度c/cm2或电荷的体积密度c/cm3表示。(2)静电电位单位为伏。(3)比电阻单位为,可用表面比电阻和体积比电阻表示。对纤维常以体积比电阻表示。而对织物,则常用表面比电阻指标。一般认为比电阻超过51012时,电荷积累不易散失,容易产生静电效应。静电的半衰期纺织材料的静电现象与材料带电后静电衰减的快慢直接相关。绝缘材料放电困难,容易产生电荷积累,静电现象严重;反之,若纺织材料导电性能好,一旦带电后会很快放掉,不会生产电荷积累,就没有静电现象。因此,可以用材料带电后内部电荷的逸散来评价材料的性能,通常用静电半衰期T1/2来表示,如图3所示。纺织材料带上静电后Q0后,随着时间的推移,带电量Q是按指数规律下降Q=Q0e-t/(2)式中是时间常数,反映了带电体电量衰减的快慢程度。大,衰减慢,静电现象严重;小,衰减快,静电现象较不明显。对于带电体而言,对地存在一电阻R,且
4、带电体与地之间有电容C。电荷的衰减相当于RC阻容放电电路。=R*C.静电的半衰期就是当电荷衰减到Q=(1/2)Q0示所用的时间。通常是这样测得;当介质带电后,用仪器记录初始静电电位并同时计时,图3静电的半衰期介质放电,电位下降,当电位下降到初始值一半时,计时器的示值即为半衰期,从半衰期可以方便地求出。T1/2=/=(1/)*=三接触式静电电位测试原理两带电体相互接近,会受到库伦力的作用,同性相斥、异性相吸。库仑力的大小与带电体的几何形态、距离及两带电体的电位差等因素有关。当其他条件不变时,库仑力的大小就可以代表两带电体的电位差。如图4时象限静电电位计的作用原理,它是利用库仑力测使静电电位的典型代表。图4象限静电电位计作用原理图图4是带电板的顶视图。象限静电计电极配置顶视图象限静电计电极与弹性元件联结图FF1和FF1为两对固定电极,其上加有固定的电压,极性如图所示。检验电极E安装在扭力弹性元件S上,见图4。在力的作用下极板E能带动弹性元件绕O点转动。由于极板与探头相联,故它们是等位电体。当探头上测到是正电位时,极板E也是正电位,这是极板逆时钟转动。当库仑力与弹性元件的扭力平衡时,偏转量即
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