織物靜電性能的測試與分析

張海霞，張喜昌

(河南工程學院 紡織學院，河南 鄭州 450007)

干燥的纖維材料是電的不良導體，具有很高的比電阻.纖維及其制品在生產(chǎn)加工和使用過程中，表面間的相互摩擦易于產(chǎn)生靜電，特別是隨著合成纖維在紡織工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，這些高分子材料所固有的高絕緣性和低吸濕性使其極易產(chǎn)生和集聚靜電.靜電的產(chǎn)生不僅使紡織加工困難，而且導致紡織品在使用過程中易吸附灰塵或使服裝在穿著時糾纏黏附人體、影響美觀并在一定程度上危害人體健康，嚴重的靜電還可能引起火災、爆炸等安全方面的危害[1-3]，所以提高紡織品的抗靜電性能已引起了研究者的高度重視.

為了解織物的靜電性能及影響織物靜電性能的主要因素，在歸納總結(jié)織物靜電性能測試方法的基礎(chǔ)上，采用靜電壓半衰期法和電阻率法對5種精紡毛型織物進行了靜電性能測試.

1 織物靜電性能的測試方法

在現(xiàn)行的紡織工業(yè)國家標準和行業(yè)標準中，有關(guān)防靜電紡織服裝成品的標準主要有GB/T 12014—2009《防靜電服》、GB/T 24249—2009《防靜電潔凈織物》和GB/T 22845—2009《防靜電手套》等.有關(guān)紡織品靜電性能的測試方法主要是GB/T 12703系列標準，具體見表1.

表1 織物靜電性能測試方法Tab.1 Test methods of fabric static performance

續(xù)表

考慮到具體應(yīng)用的廣泛性和現(xiàn)有的試驗條件，本次試驗采用靜電壓半衰期法和電阻率法測試織物的靜電性能，其中靜電壓半衰期法又采用定壓法和定時法.

2 織物靜電性能的檢測分析

2.1 試樣

在織物靜電性能測試中，選用了5種精紡毛型織物，試樣編號及其規(guī)格參數(shù)見表2.

表2 試樣規(guī)格Tab.2 Specification of samples

2.2 靜電壓半衰期試驗

2.2.1 試驗儀器與試驗條件

試驗儀器：M401型織物感應(yīng)式靜電測定儀.

試驗條件：靜電測試頭距離試樣15 mm，高壓放電頭距離試樣20 mm，加壓電壓10 kV，加壓時間30 s，定時法中衰減時間預設(shè)為60 s.試樣尺寸為50 mm×60 mm，一次試驗測試3塊試樣，每種織物均測試3次，得到9個試驗數(shù)據(jù)并計算其平均值.環(huán)境溫度18 ℃，相對濕度62%.

2.2.2 試驗結(jié)果與分析

分別采用定壓法與定時法進行測試，試驗結(jié)果見表3.

表3 靜電壓半衰期法試驗結(jié)果Tab.3 Test results of static half period method

定壓法中的半衰期是指靜電壓衰減至原始值一半時所需的時間，時間越短說明電荷散逸得越快，抗靜電性能越好；定時法中的衰減靜電壓是指加壓停止后達到預設(shè)衰減時間時的靜電壓，數(shù)值越小，抗靜電性能越好.由表3可知，1號至4號試樣的半衰期和衰減靜電壓均逐漸增加，規(guī)律一致，說明織物的抗靜電性能逐漸變差.這主要是因為1號至4號試樣中羊毛含量逐漸減少而滌綸含量逐漸增加，由于滌綸纖維的吸濕性很差(公定回潮率為0.4%)，遠遠低于羊毛，所以隨著織物中滌綸含量的增加，其抗靜電性能變差.4號和5號試樣同為滌綸織物，由于5號試樣中含有1%的導電纖維，可在一定程度上改善其抗靜電性能，但由于其含量較少，故改善程度有限.織物規(guī)格如厚度、緊度等，對織物的抗靜電性能也有一定影響，實際生產(chǎn)中也要加以考慮.

2.3 電阻率試驗

2.3.1 試驗儀器與試驗條件

試驗儀器：PC68型數(shù)字高阻計.

試驗條件：加載電壓500 V，兩電極間距離0.2 cm，測量電極直徑5 cm，試驗次數(shù)10次，環(huán)境溫度18 ℃，相對濕度62%.

表4 電阻率法試驗結(jié)果Tab.4 Test results of resistivity method

2.3.2 試驗結(jié)果與分析

通過試驗分別測得5種試樣的體積電阻和表面電阻，計算得到體積電阻率和表面電阻率，結(jié)果見表4.

由表4可知，1號至4號試樣的體積電阻率和表面電阻率均逐漸增加，說明其導電性能下降、抗靜電性能變差，這與前面靜電壓半衰期法得到的試樣結(jié)果規(guī)律一致.4號和5號試樣相比，由于5號試樣中混入了1%的導電纖維，所以其抗靜電性能在一定程度上得到了改善.

圖1 半衰期和表面電阻率Fig.1 Static half period and resistivity

2.4 兩種試驗方法的對比分析

5種試樣的半衰期和表面電阻率變化規(guī)律見圖1.

由圖1可知，5種試樣的半衰期和表面電阻率變化規(guī)律一致，說明靜電壓半衰期法和電阻率法試驗結(jié)果具有較好的相關(guān)性.靜電壓半衰期法所用的感應(yīng)式靜電測定儀有定壓法與定時法兩種方法可供選擇且能夠立即讀出數(shù)據(jù)，不需要再進行計算，使用比較方便.電阻率法所用數(shù)字高阻計不需裁剪試樣，操作簡單，但需等到示值穩(wěn)定后才能讀數(shù)，測試時間比較長，并且測試結(jié)果為體積電阻和表面電阻，需進一步通過公式計算得到體積電阻率和表面電阻率.兩種方法的試驗原理不同，各有其特點，實際應(yīng)用時可視具體情況選用.

GB/T 12703.1—2008《紡織品 靜電性能的評定 靜電壓半衰期法》和GB/T 12703.4—2010《紡織品 靜電性能的評定 電阻率》給出的半衰期和表面電阻率技術(shù)要求見表5.

表5 技術(shù)要求Tab.5 Technical requirements

參照表5所示的技術(shù)要求可知，5種試樣中，除1號純毛織物的半衰期和表面電阻率勉強達到C級要求外，其余4種試樣均遠遠超過C級要求，這說明其抗靜電性能較差，也表明在織物功能性整理過程中要著重對該類織物進行抗靜電整理以改善其靜電性能.5號滌綸試樣由于含有導電纖維，使其抗靜電性能在一定程度上得到了改善，但由于導電纖維的含量只有1%，所以抗靜電性能并未從根本上得到改善，在實際生產(chǎn)中應(yīng)在綜合考慮織物抗靜電性能和服用性能的基礎(chǔ)上確定合適的導電纖維混紡比.

3 結(jié)論

(1)織物的靜電性能與其成分密切相關(guān)，純毛織物的抗靜電性能較差，含有滌綸等合成纖維的毛型織物的抗靜電性能更差，且這部分纖維含量越多，織物抗靜電性能就越差；導電纖維的加入可以改善織物的抗靜電性能，但抗靜電效果與導電纖維的含量有關(guān).

(2)靜電壓半衰期法和電阻率法均可用于測試織物的抗靜電性能，兩種方法原理不同且各有其特點，但得到的試驗結(jié)果規(guī)律一致，可視情況選用.

參考文獻：

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