静电引起的灾害
静电所引起的灾害
当高分子材料自身摩擦或与其他物质摩擦时, 往往会产生不同电荷或不同电量的静电, 这是因为两物体经摩擦、接触等机械作用, 电荷通过接触面移动, 一个物体带正电荷, 另一物体带负电荷, 当两物体分离后, 各个物体分别产生静电。由于静电会引起爆炸、火灾、电击和静电感应生产障碍等, 例如带静电的粉末会堵塞筛网而无法进行, 还会粘附在管道壁和管子弯道处造成管道输送困难。对纤维来说, 织物带有静电, 常会导致下列麻烦:
( 1) 烘干后, 织物吸附在金属体上, 造成织物卷缠在滚筒上;
( 2) 在落布时, 因织物带相同静电而互斥, 造成落布不整齐, 折叠歪斜;
( 3) 手与带静电的织物接触, 产生电击;
( 4) 织物带静电, 易吸附尘埃, 产生沾污;
( 5) 衣服带静电容易缠贴身体, 造成穿着不适。
( 6) 带静电织物常有放电现象, 在易燃易爆区内会发生爆炸和火灾;
( 7) 带静电的织物易使仪表产生偏差;
( 8) 带静电的纤维会影响高速纺丝;
( 9) 静电常使起毛机起电困难;
( 10) 人在化纤地毯上行走, 身体就会带上3000~ 5000V 的静电, 相对湿度低时, 可达5000~ 18000V 。在适当场合当人体发生静电放电时, 产生的能量( 2. 5~ 32mJ) 足以点燃可燃性气体及人受到电击( 但不会致命)
抗静电方法
抗静电方法是从控制电荷的产生( 起电) 和电荷的泄漏两方面进行。
4. 1 控制起电
4. 1. 1 减少接触、摩擦的机会, 例如羊毛上加和毛油, 纺丝时加油剂, 以增加纤维的润滑性, 或提高加工设备的光滑性( 如镀铬) 降低摩擦系数, 同时还可降低摩擦压力和摩擦速度, 以减少起电。
4. 1. 2 尽可能使用在摩擦起电序列相接近的材料。越接近者, 产生的电荷量越小。
4. 1. 3 提高环境的相对湿度, 例如织布间的给湿, 使起电减少。
4. 1. 4 加入能产生相反电荷的材料, 使产生的电荷相互抵消。例如涤纶与棉混纺, 涤纶与钢摩擦带负电荷, 棉与钢摩擦则带正电荷,涤/ 棉混纺时便可让正电荷与负电荷中和。
4. 2 静电消除
把产生的电荷迅速泄漏掉是抗静电的有效方法。消除静电可用消电器, 也可迅速向大地泄漏。其抗静电方法大致有三种。
4. 2. 1 接地
把带电物体与大地相接。
4. 2. 2 提高周围环境湿度
高分子材料的面电阻随相对温度的提高而降低。当相对湿度到达一定数值时, 下降便快, 一般只有在相对湿度\70%时, 才会有消除静电的效果。
4. 2. 3 增加材料的电导率
这是抗静电的最基本和最重要的方法。
4. 2. 3. 1 内用抗静电剂法。在高聚物如橡胶、纸张、塑料、纤维中掺入抗静电剂, 能达到 持久的抗静电效果, 但要求掺入的抗静电剂能与其相容, 并具有成型稳定性、可加工性,以及对金属无不良影响, 更要注意其毒性。
4. 2. 3. 2 外用抗静电剂法。在材料外部喷洒、浸渍或涂布抗静电剂, 一般是暂时性的,不耐久。纺丝时的油剂及纺织品抗静电整理即属此法。
4. 2. 3. 3 外用持久性抗静电剂法。在高聚物后加工时加入抗静电剂, 使材料与抗静电剂成阴
阳离子吸附, 或经热处理进行交联, 或用粘合剂固着在纤维上, 使之具有耐洗的抗静电性能。
4. 2. 3. 4 材料表面改性法。在材料表面形成有抗静电作用的亲水性高聚物皮层。例如 在聚酯纤维上用聚乙二醇与PET 的共聚物作皮层, 也可以用接枝方法提高其吸湿率。
4. 2. 3. 5 与导电材料混用。将高聚物与导电材料如金属、石墨等混用, 通常混入0. 05% ~ 2%的导电材料, 就能获得持久性的抗静电效果。