陳偉健

（深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院，廣東深圳 518131）

靜電學(xué)是一門研究歷史比較悠久的學(xué)科，不僅經(jīng)歷了大量的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，也有相對(duì)完善的理論體系。由于靜電現(xiàn)象在生活中比較常見，使得許多人對(duì)其關(guān)注度比較高[1]。日常生活中，靜電除塵、靜電復(fù)印等利用靜電的行為不斷出現(xiàn)，使得我國(guó)現(xiàn)代靜電技術(shù)有了更廣泛的應(yīng)用范圍。但是，如果沒有合理應(yīng)對(duì)靜電，容易出現(xiàn)火災(zāi)等危險(xiǎn)。比如紡織品存在的靜電，不但會(huì)影響到紡織的正常加工，而且人們?cè)诖┲挛锏臅r(shí)候也容易吸附灰塵，或者使衣物人體進(jìn)行粘附，引發(fā)皮膚上的不適。長(zhǎng)期處于這種情況下，還會(huì)導(dǎo)致人們的健康受到影響，出現(xiàn)血液pH值升高、體內(nèi)鈣含量降低等危害。嚴(yán)重的靜電甚至導(dǎo)致火災(zāi)的出現(xiàn)，影響到人們?nèi)松碡?cái)產(chǎn)的安全，所以抗靜電紡織品的開發(fā)具有非常重要的作用。為了分析紡織品的靜電性能以及相關(guān)的影響因素，本研究通過采取方法對(duì)多種紡織品進(jìn)行了靜電實(shí)驗(yàn)。

1 實(shí)驗(yàn)儀器與材料

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

1.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及研究對(duì)象

M402型紡織品摩擦式靜電測(cè)定儀，儀器主機(jī)由檢測(cè)系統(tǒng)、探頭、電暈放電裝置等構(gòu)成，可用于檢測(cè)多種紡織品的靜電性能。本研究涉及的樣品主要包含地毯、服裝、紗線等。

1.1.2 技術(shù)要求

靜電電壓值的測(cè)量范圍在0～10 kV，半衰期范圍在0～10 000s，誤差在1s左右；紡織品的樣品盤轉(zhuǎn)速限定為1 500r/min；放電時(shí)間在0～99s，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，但其放電時(shí)間需要在30s左右；針形電極和樣品的放電距離為20mm，只有確定距離才能使樣品順利放電；測(cè)試探頭與紡織品的樣品存在的測(cè)量間距是15mm；樣品所使用的尺寸為40mm×80mm（4塊）；磨料所使用的尺寸為20mm×130mm；電源為220V的家用電流。儀器可以自動(dòng)關(guān)停高壓，在完成操作之后自動(dòng)關(guān)停電機(jī)。

1.1.3 靜電壓的衰減梯度

靜電壓的衰減期總共有9檔，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行選擇，10%～90%。

1.2 樣品種類及參數(shù)

1.2.1 紡織品的樣品及采樣要求

在實(shí)驗(yàn)中，總共選擇了15種紡織品的樣品進(jìn)行檢測(cè)，樣品規(guī)格見表1。在選擇樣品的時(shí)候，需要在距布端超過1m的地方進(jìn)行切割，在切割的時(shí)候需要選擇距布邊1/10幅寬內(nèi)的布料，這樣所選擇的樣品會(huì)較少影響檢測(cè)結(jié)果。在測(cè)需要洗滌的樣品時(shí)，可以依據(jù)FJ 549附錄B規(guī)定的方法進(jìn)行操作。另外，在樣品的經(jīng)緯向上隨意選擇3個(gè)部位進(jìn)行取樣，數(shù)量為3組，每組塊數(shù)均根據(jù)儀器型式進(jìn)行確定。

(16)安裝在管道上的自控系統(tǒng)的各種傳感器，要根據(jù)自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及管道走向、流向等確定具體位置，但一定要布置在直管段上，其前后應(yīng)盡可能保持一定的直線距離。

1.2.2 樣品參數(shù)

樣品參數(shù)見表1。

1.3 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

參照GB/T 12703-1991《紡織品靜電測(cè)試方法》。

表1 紡織品試樣規(guī)格參數(shù)表

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)原理

摩擦帶電處于一定張力的情況下，讓樣品與標(biāo)準(zhǔn)布進(jìn)行多次摩擦，可以使樣品快速產(chǎn)生電流。這時(shí)，需要對(duì)產(chǎn)生的最高電壓及平均電壓進(jìn)行記錄和評(píng)價(jià)。

要想感應(yīng)靜電，首先需要設(shè)置高壓電場(chǎng)，使樣品可以完成放電的過程，然后才能使樣品順利產(chǎn)生靜電。接著測(cè)量靜電的電流、電流消失的時(shí)間、靜電在紡織品上的殘留量，使得紡織品樣品的靜電性能得到有效確定。在進(jìn)行實(shí)際操作的時(shí)候，可以使用定時(shí)法和定壓法進(jìn)行測(cè)試，再使用儀器測(cè)量具體的數(shù)值，如使用數(shù)字表進(jìn)行顯示高壓放電時(shí)的具體數(shù)值以及逐漸衰減的時(shí)間[2]。

2.2 磨料及樣品的預(yù)處理

將樣品放在溫度為50℃左右、濕度小于25%的的地方，烘燥30min之后，在實(shí)驗(yàn)規(guī)定的溫濕度狀態(tài)下保持5個(gè)小時(shí)。對(duì)于不同的實(shí)驗(yàn)，可以根據(jù)情況，合理控制保持溫濕度的時(shí)間。需要小心操作，避免樣品受到污染。

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前需要進(jìn)行調(diào)試儀器，確定儀器可以正常使用才能開展實(shí)驗(yàn)。

（2）實(shí)驗(yàn)所采用的樣品需要選擇正確的摩擦方向放置在樣品架上，同時(shí)盡量夾緊，避免脫落，并且使樣品的被測(cè)面(一般為布料的正面)和摩擦布相對(duì)。在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，對(duì)于容易拉長(zhǎng)的樣品，可以將單面膠布貼在樣品的背面，避免樣品過度變形。

（3）樣品在和磨料進(jìn)行摩擦操作的時(shí)候，需要在力度、速度、接觸面等方面保持均勻。

（4）在摩擦1min之后，需要測(cè)量和記錄樣品在摩擦過程所產(chǎn)生的電流，并且確定其正負(fù)值。

（5）在磨料和樣品分開之后，需要進(jìn)行記錄其電流消失的具體時(shí)間，通常采用秒作為單位。

（6）在進(jìn)行另一種紡織品摩擦的時(shí)候，需要準(zhǔn)備新的磨料，避免上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的影響。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在完成實(shí)驗(yàn)后，需要將紡織品分成3組，每一組有4種紡織品，然后選擇3組的平均值作為實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果，測(cè)試數(shù)據(jù)見表2。

表2 摩擦?xí)r靜電測(cè)試各項(xiàng)參數(shù)

3 實(shí)驗(yàn)分析與討論

3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過針對(duì)性的檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)在厚度、材料等方面存在差異的紡織品，其所產(chǎn)生的靜電性能也會(huì)出現(xiàn)非常大的不同。在厚、薄不同的紡織品當(dāng)中就會(huì)出現(xiàn)不同程度的靜電，比如2號(hào)紡織品與13號(hào)紡織品，11號(hào)毛紡織品與其他化纖紡織品。由于一些紡織品比較厚重，其所感應(yīng)的電流量比較多，但是其電流消失的速度卻比較慢，反之，輕薄紡織品的電流量比較少，而且電流消失的速度比較快。在原料一致的情況下，加工方面的差異而使得其帶有的靜電性能也出現(xiàn)差異，比如4號(hào)紡織品與5號(hào)紡織品，其均為滌棉紡織品，但是因?yàn)槠浠旒彵却嬖诓町?，其存在的靜電性能也出現(xiàn)較大的差別；普通滌棉紡織品和7號(hào)滌棉涂層紡織品有著明顯的差異，這是由于涂層紡織品感應(yīng)電荷比較多，而且其衰減耗時(shí)比較長(zhǎng)，因此，靜電存在的時(shí)間比較長(zhǎng)，而一些化纖涂層紡織品，由于表面已經(jīng)進(jìn)行涂層，導(dǎo)致這種紡織品具有較好的抗靜電性能。

3.2 實(shí)驗(yàn)討論

在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，由于摩擦狀態(tài)的穩(wěn)定性無法得到有效控制，容易使所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)，引發(fā)重現(xiàn)性較差的問題。

樣品和金屬盤進(jìn)行貼合的時(shí)候容易引發(fā)靜電泄漏，特別是在含導(dǎo)電纖維的防靜電紡織品上則更加明顯，無法有效表現(xiàn)出此類紡織品的實(shí)際防靜電情況。這主要是由于在紡織品在穿著的時(shí)候，幾乎無法形成此種比較暢通的導(dǎo)電通道，一般情況下主要采用電暈放電的方式，使靜電得到有效解決。

采用此方法確定樣品靜電衰減性具有較大的困難，即使在電荷衰減速度重現(xiàn)性較好的狀態(tài)下，也只能有10%～15%。

4 結(jié)論

定時(shí)法主要應(yīng)用于對(duì)比相同紡織材料的靜電性能測(cè)量，而定壓法則主要應(yīng)用于不同原料或者規(guī)格的紡織品靜電性能測(cè)量。紡織品的厚度、所采用的原料成分、加工方式對(duì)紡織品的靜電性有著明顯的影響作用。當(dāng)紡織品的原料、規(guī)格等方面較為相同的時(shí)候，紡織品的厚度越高，其靜電性能則不強(qiáng)，其帶電程度越高，而且半衰期比較長(zhǎng)。在紡織品的樣品厚度明顯增加的情況下，單位時(shí)間內(nèi)的起電量出現(xiàn)明顯增多，而電荷會(huì)向空氣以及其他進(jìn)行接觸的物體進(jìn)行轉(zhuǎn)移，而出現(xiàn)紡織品電荷不斷減少的情況。但是紡織品的厚度越高，電荷往其他進(jìn)行接觸的物體進(jìn)行轉(zhuǎn)移的難度也就越高，導(dǎo)致靜電的衰減時(shí)間明顯加長(zhǎng)。為了有效對(duì)抗各種靜電，則需要根據(jù)紡織品原料、結(jié)構(gòu)、厚度等選擇針對(duì)性的抗靜電劑。

參考文獻(xiàn)

[1]海 勇, 韓衍英, 王 肖,等. 紡織品防靜電性能評(píng)價(jià)方法的差異性探討[J]. 中國(guó)纖檢,2017(3):84-87.

[2]由 瑞, 布 巖, 蘇衛(wèi)東. 纖維紡織品靜電性能的標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試[J]. 工程技術(shù):文摘版,2016(6):00320-00320.