Antistatiska šķiedra, uzzināsim vairāk!

Antistatiskas šķiedras

Antistatiskās šķiedras ir ķīmisko šķiedru kategorija, kas neuzkrāj statiskos lādiņus viegli. Standarta apstākļos antistatiskajām šķiedrām ir jābūt tilpuma pretestībai, kas mazāka par 10¹⁰Ω·cm, vai statiskā lādiņa izkliedes pusperiodam, kas mazāks par 60 sekundēm.
抗静电面料工装

1 Antistatisko šķiedru funkcijas…

Antistatiskas šķiedras

Antistatiskās šķiedras ir ķīmisko šķiedru veids, kas viegli neuzkrāj statiskos lādiņus. Standarta apstākļos antistatiskajām šķiedrām ir jābūt ar tilpuma pretestību, kas mazāka par 10¹⁰Ω·cm, vai statiskā lādiņa izkliedes pusperiodu, kas mazāks par 60 sekundēm.

1 Antistatisko šķiedru funkcijas

1.1 Statiskās elektrības problēmu cēloņi un bīstamība tekstilmateriālos

Tekstilmateriāli pārsvarā ir elektriskie izolatori ar relatīvi augstu īpatnējo pretestību, īpaši sintētiskās šķiedras ar zemu mitruma absorbciju, piemēram, poliestera, akrila un polivinilhlorīda šķiedras. Tekstila apstrādes laikā ciešs kontakts un berze starp šķiedrām un šķiedrām vai šķiedrām un mašīnu detaļām izraisīs lādiņa pārnesi uz priekšmetu virsmas, tādējādi radot statisko elektrību.
Statiskā elektrība var radīt daudzas negatīvas sekas. Piemēram, šķiedras ar vienādu lādiņu atgrūž viena otru, bet šķiedras ar atšķirīgu lādiņu pievelk mašīnu detaļas, kas var izraisīt šķiedru pūkošanos, palielinātu dzijas apmatojuma daudzumu, sliktu iepakojuma veidošanos, šķiedru pielipšanu pie mašīnu detaļām, palielinātu dzijas lūšanu un izkliedētas svītras uz auduma virsmas. Pēc apģērba uzlādes tas viegli absorbē putekļus un sasmērējas, un var rasties sapīšanās starp apģērbu un cilvēka ķermeni vai starp apģērbu un apģērbu, un var rasties pat elektriskās dzirksteles. Smagos gadījumos statiskais spriegums var sasniegt vairākus tūkstošus voltu, un izlādes radītās dzirksteles var izraisīt ugunsgrēkus ar nopietnām sekām.

1.2 Sintētisko šķiedru audumu statisko traucējumu novēršanas metodes

Ir dažādas metodes, kā sintētiskajām šķiedrām un to audumiem piešķirt izturīgas antistatiskas īpašības. Piemēram, sintētisko šķiedru polimerizācijas vai vērpšanas laikā var pievienot hidrofilus polimērus vai vadošus zemas molekulmasas polimērus; kompozītmateriālu vērpšanas tehnoloģiju var izmantot, lai ražotu kompozītšķiedras ar hidrofilu ārējo slāni. Vērpšanas procesā sintētiskās šķiedras var sajaukt ar šķiedrām ar spēcīgu higroskopiskumu vai šķiedras ar pozitīviem lādiņiem un šķiedras ar negatīviem lādiņiem var sajaukt atbilstoši potenciāla secībai. Audumiem var uzklāt arī izturīgu hidrofilu palīgapdari.

2 antistatisko šķiedru veidi

2.1 Ar virsmaktīvām vielām pievienotas šķiedras

Lai sagatavotu šķiedras ar relatīvi izturīgu antistatisku efektu, vērpšanas maisījumam bieži pievieno virsmaktīvās vielas. Pēc šķiedras veidošanās virsmaktīvās vielas savu īpašību dēļ nepārtraukti migrē un difundē no šķiedras iekšpuses uz virsmu, lai panāktu antistatisku efektu. Ir arī tādas metodes kā virsmaktīvo vielu fiksēšana uz šķiedras virsmas, izmantojot līmes, vai to šķērssavienošana plēvēs uz šķiedras virsmas, un efekts ir līdzīgs antistatiskas lakas uzklāšanai uz plastmasas virsmas.
Šādu šķiedru antistatiskā iedarbība ir cieši saistīta ar vides mitrumu. Augstā mitrumā mitrums var palielināt virsmaktīvās vielas jonu vadītspēju, un antistatiskā veiktspēja ievērojami uzlabojas; sausā vidē efekts būs vājāks.

2.2 Maisījums, kopolimerizācija un potēšanas modifikācija Antistatiskās šķiedras

Šāda veida antistatiskās šķiedras pamatā ir šķiedru veidojošā polimēra modificēšana un šķiedras higroskopiskuma uzlabošana, pievienojot hidrofilus monomērus vai polimērus, tādējādi piešķirot tai antistatiskas īpašības. Turklāt akrila vērpšanas masai var pievienot vara sulfātu, un pēc vērpšanas un koagulācijas to apstrādā ar sēru saturošu reducētāju, kas var uzlabot vadošo šķiedru ražošanas efektivitāti un vadītspējas izturību. Papildus parastajai maisījuma vērpšanai pakāpeniski ir parādījusies metode, kurā polimerizācijas laikā pievieno hidrofilus polimērus, lai izveidotu mikrodaudzfāžu dispersijas sistēmu, piemēram, polietilēnglikola pievienošana kaprolaktāma reakcijas maisījumam, lai uzlabotu antistatisko īpašību izturību.

2.3 Metāla vadošās šķiedras

Metāla vadošās šķiedras parasti tiek izgatavotas no metāla materiāliem, izmantojot īpašus šķiedru veidošanas procesus. Pie izplatītākajiem metāliem pieder nerūsējošais tērauds, varš, alumīnijs, niķelis utt. Šādām šķiedrām ir lieliska elektrovadītspēja, tās var ātri vadīt lādiņus un efektīvi novērst statisko elektrību. Tajā pašā laikā tām ir arī laba karstumizturība un ķīmiskās korozijas izturība. Tomēr, pielietojot tās tekstilizstrādājumos, pastāv daži ierobežojumi. Piemēram, metāla šķiedrām ir zema kohēzija, un šķiedru savienojuma spēks vērpšanas laikā ir nepietiekams, kas var radīt dzijas kvalitātes problēmas; gatavo izstrādājumu krāsu ierobežo paša metāla krāsa, un tā ir relatīvi vienkrāsaina. Praktiskā pielietojumā tās bieži sajauc ar parastajām šķiedrām, izmantojot metāla šķiedru vadītspējas priekšrocības, lai piešķirtu jauktajiem izstrādājumiem antistatiskas īpašības, un izmantojot parastās šķiedras, lai uzlabotu vērpšanas veiktspēju un samazinātu izmaksas.

2.4 Oglekļa vadošās šķiedras

Oglekļa vadošo šķiedru sagatavošanas metodes galvenokārt ietver dopingu, pārklāšanu, karbonizāciju utt. Dopings ir vadošu piemaisījumu pievienošana šķiedru veidojošajam materiālam, lai mainītu materiāla elektronisko struktūru, tādējādi piešķirot šķiedrai vadītspēju; pārklāšana ir vadoša slāņa veidošana, pārklājot šķiedras virsmu ar oglekļa materiāla slāni ar labu vadītspēju, piemēram, kvēpu; karbonizācijā parasti kā prekursoršķiedras izmanto viskozi, akrilu, darvu utt., un augstas temperatūras karbonizācijas rezultātā tās pārvērš vadošās oglekļa šķiedrās. Ar šīm metodēm sagatavotās oglekļa vadošās šķiedras iegūst noteiktu vadītspēju, vienlaikus saglabājot daļu no šķiedru sākotnējām mehāniskajām īpašībām. Lai gan ar karbonizāciju apstrādātajām oglekļa šķiedrām ir laba vadītspēja, karstumizturība un ķīmiskā izturība, tām ir augsts modulis, cieta tekstūra, maza izturība, tās nav izturīgas pret locīšanos un tām nav termiskās saraušanās spējas, tāpēc to pielietojamība dažos gadījumos ir slikta, ja šķiedrām ir nepieciešama laba elastība un deformējamība.

2.5 Organiskās vadošās šķiedras, kas izgatavotas no vadošiem polimēriem

Organiskām vadošām šķiedrām, kas izgatavotas no vadošiem polimēriem, ir īpaša konjugēta struktūra, un elektroni var relatīvi brīvi pārvietoties molekulārajā ķēdē, tādējādi nodrošinot vadītspēju. Pateicoties to unikālajām vadošajām īpašībām un organisko materiālu īpašībām, šādām šķiedrām ir potenciāla pielietojuma vērtība dažās augstas klases jomās ar īpašām materiālu veiktspējas prasībām un zemu izmaksu jutību, piemēram, specifiskās elektroniskās ierīcēs un kosmosa nozarē.

2.6 Organiskās vadošās šķiedras, kas izgatavotas, pārklājot vadošas vielas uz parastajām sintētiskajām šķiedrām

Šāda veida šķiedra realizē antistatisku funkciju, pārklājot parasto sintētisko šķiedru virsmu ar vadošām vielām, piemēram, kvēpiem un metālu, izmantojot virsmas apdares procesus. Metāla pārklāšanas process ir samērā sarežģīts un dārgs, un tam var būt zināma ietekme uz šķiedras nodilumizturību, piemēram, sajūtu rokā.

2.7 Organiskās vadošās šķiedras, kas izgatavotas ar kompozītmateriālu vērpšanas metodi

Kompozītmateriālu vērpšanas metode ir vienas šķiedras veidošana no diviem vai vairākiem dažādiem komponentiem, izmantojot īpašu kompozītmateriālu vērpšanas mezglu vienā un tajā pašā vērpšanas procesā, izmantojot divus vai vairākus polimērus ar atšķirīgu sastāvu vai īpašībām. Gatavojot antistatiskas šķiedras, parasti kā vienu komponentu izmanto polimērus ar vadītspēju vai polimērus, kam pievienotas vadošas vielas, un tos savieno ar parastajiem šķiedru veidojošajiem polimēriem. Salīdzinot ar citām antistatisku šķiedru sagatavošanas metodēm, ar kompozītmateriālu vērpšanas metodi sagatavotajām šķiedrām ir stabilākas antistatiskas īpašības un mazāka negatīva ietekme uz šķiedru sākotnējām īpašībām.

3 antistatisko šķiedru pielietojumi

Ikdienas dzīvē, ziemā, kad gaiss ir pārāk sauss, starp cilvēka ādu un apģērbu var rasties statiskā elektrība, un momentānais statiskais spriegums smagos gadījumos var sasniegt desmitiem tūkstošu voltu, radot diskomfortu cilvēka ķermenim. Piemēram, staigājot pa paklājiem, var rasties 1500–35 000 voltu statiskā elektrība, staigājot pa vinila sveķu grīdām, var rasties 250–12 000 voltu statiskā elektrība, un berzējoties pret krēslu telpās, var rasties vairāk nekā 1800 voltu statiskā elektrība. Statiskās elektrības līmenis galvenokārt ir atkarīgs no apkārtējā gaisa mitruma. Parasti, kad statiskā traucējuma spriegums pārsniedz 7000 voltus, cilvēki sajutīs elektriskās strāvas triecienu.
Statiskā elektrība ir kaitīga cilvēka organismam. Pastāvīga statiskā elektrība var palielināt sārmainību asinīs, samazināt kalcija saturu serumā un palielināt kalcija izdalīšanos ar urīnu. Tas vairāk ietekmē augošus bērnus, vecāka gadagājuma cilvēkus ar ļoti zemu kalcija līmeni asinīs, kā arī grūtnieces un barojošas mātes, kurām nepieciešams daudz kalcija. Pārmērīga statiskās elektrības uzkrāšanās cilvēka organismā izraisa smadzeņu nervu šūnu membrānu strāvas vadītspējas traucējumus, ietekmē centrālo nervu sistēmu, noved pie asins pH un organisma skābekļa īpašību izmaiņām, ietekmē organisma fizioloģisko līdzsvaru un izraisa tādus simptomus kā reibonis, galvassāpes, aizkaitināmība, bezmiegs, apetītes zudums un garīgs transs. Statiskā elektrība var arī traucēt cilvēka asinsriti, imūnsistēmu un nervu sistēmu, ietekmēt dažādu orgānu (īpaši sirds) normālu darbību un var izraisīt patoloģisku sirdsdarbības ātrumu un priekšlaicīgu sirdsdarbību. Ziemā aptuveni trešdaļa sirds un asinsvadu slimību ir saistītas ar statisko elektrību. Turklāt viegli uzliesmojošās un sprādzienbīstamās vietās statiskā elektrība uz cilvēka ķermeņa var izraisīt ugunsgrēkus.

Publicēšanas laiks: 2025. gada 9. decembris