?？上?/p>

（山東玻纖集團(tuán)股份有限公司，臨沂 276400）

0 前言

隨著綠色、智能農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，F(xiàn)RP透明瓦（采光板）以其透光性好、防腐蝕、耐老化、抗沖擊、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于立體栽培、科研育苗、生態(tài)餐廳、休閑觀光、蔬菜種植等溫室大棚的建設(shè)。

FRP透明瓦主要由聚酯薄膜、樹(shù)脂和玻璃纖維組成，其生產(chǎn)工藝一般是：在牽引作用下，樹(shù)脂流至勻速運(yùn)行的薄膜上，經(jīng)刮板后形成厚度均勻的膠液層；將玻璃纖維短切成一定長(zhǎng)度后經(jīng)分散裝置均勻撒落在膠液層上（或?qū)⒉ＡЮw維氈與膠液層結(jié)合），覆蓋上膜后經(jīng)輥壓進(jìn)入帶有模具的烘箱固化，再按照一定的長(zhǎng)度進(jìn)行切割成型。

在FRP透明瓦加工過(guò)程中，因落在樹(shù)脂膠液上的短切紗分布不均勻造成板材質(zhì)量問(wèn)題。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察，短切紗分布不均勻主要是部分玻纖紗在進(jìn)行剪切時(shí)因靜電吸附粘附在刀輥或膠輥上（圖1），不定時(shí)掉落導(dǎo)致的。

圖1 FRP 紗線的短切粘輥現(xiàn)象

如何保證玻纖紗的抗靜電性，確保紗線短切后良好的分散性，已成為眾多FRP板材用紗生產(chǎn)廠家必須關(guān)注的問(wèn)題。

1 內(nèi)置抗靜電劑法

為保證FRP板材用紗的抗靜電性，一般在玻纖紗浸潤(rùn)劑配方設(shè)計(jì)時(shí)添加抗靜電劑成分，通過(guò)拉絲浸潤(rùn)劑涂覆、烘干固化等過(guò)程使紗線自身具備抗靜電的能力，稱之為內(nèi)置抗靜電劑法。

FRP板材紗浸潤(rùn)劑選用抗靜電劑的原則是有效降低摩擦系數(shù)，使玻纖紗線難于產(chǎn)生靜電；可形成導(dǎo)電通道，使電荷能很快從玻璃纖維表面移走；不會(huì)對(duì)玻纖生產(chǎn)及后續(xù)加工產(chǎn)生大的影響；能溶解或擴(kuò)散于水、基體樹(shù)脂中，減少對(duì)界面粘結(jié)的干擾；對(duì)短切分散性、透光性、浸透速度以及機(jī)械強(qiáng)度影響小等性能［1］。

內(nèi)置抗靜電劑多為硝酸鋰、氯化銨、氯化鋰等無(wú)機(jī)鹽，具有較強(qiáng)的吸潮性，可以吸附空氣中的水分，從而在玻纖表面形成一條電通路將玻纖表面的靜電排除掉，達(dá)到抗靜電的效果［2］。

2 外涂抗靜電劑法

盡管內(nèi)置抗靜電劑使紗線具備了一定的抗靜電性能，但一些生產(chǎn)廠家的FRP品種紗線受絡(luò)紗環(huán)節(jié)的紗線退解、導(dǎo)紗裝置摩擦等影響容易產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致毛羽、毛絲、毛團(tuán)等疵點(diǎn)問(wèn)題，不利于紗線的后續(xù)使用。

為解決因絡(luò)紗過(guò)程產(chǎn)生的靜電，保證紗線在客戶使用時(shí)具備良好的短切分散性，外涂抗靜電劑法是較為通用的應(yīng)對(duì)方法。

外涂的抗靜電劑與內(nèi)置抗靜電劑有所不同，多為離子型表面活性劑，尤以陽(yáng)離子型效果最佳，如季銨鹽陽(yáng)離子抗靜電劑等。

目前外涂抗靜電劑法多是在絡(luò)紗機(jī)纏繞裝置前對(duì)已集結(jié)成束的絲餅紗線涂覆抗靜電劑。涂覆系統(tǒng)包括用于盛放抗靜電劑的容器、引流用的蠕動(dòng)泵（流量：0.01～1000 ml/min，工作轉(zhuǎn)速：0.1～400 r/m；具有正反、啟停、全速（清洗）、調(diào)速等基本功能；還包括配套用的膠管，根據(jù)抗靜電劑濃度選擇內(nèi)外徑大小，并與涂覆輪相匹配）、紗線與抗靜電劑接觸的涂覆輪（一般為軟銅材質(zhì)，圓柱狀，圓柱一側(cè)固定在紗架上，另一側(cè)打眼鉆孔形成直徑約5 mm、長(zhǎng)約30～40 mm的通道，圓柱立面鉆若干直徑2～3 mm的細(xì)孔使之與通道相通，細(xì)孔處打磨成平面，便于紗線通過(guò)）以及控制紗線升降的電磁鐵（圖2）。

圖2 抗靜電劑外涂覆示意圖

外涂覆作業(yè)原理是：當(dāng)絡(luò)紗機(jī)開(kāi)始作業(yè)時(shí)，作業(yè)信號(hào)分別同時(shí)傳送給蠕動(dòng)泵及電磁鐵，蠕動(dòng)泵將容器內(nèi)的抗靜電劑通過(guò)膠管引流至涂覆輪細(xì)孔出口，電磁鐵將紗線送至涂覆輪細(xì)孔出口上部，使紗線接觸到抗靜電劑，達(dá)到涂覆的目的。當(dāng)絡(luò)紗機(jī)停止作業(yè)時(shí)，停止信號(hào)分別傳至蠕動(dòng)泵及電磁鐵，蠕動(dòng)泵停止抗靜電劑的引流、電磁鐵將涂覆輪上部的紗線提起，避免過(guò)量涂覆。

抗靜電劑外涂過(guò)程中，在各設(shè)備、紗線均正常運(yùn)行的條件下，蠕動(dòng)泵的流量大小決定了抗靜電的效果優(yōu)劣。流量過(guò)大，會(huì)造成抗靜電劑過(guò)量涂覆在紗線上，粘結(jié)成束，短切分散效果差；流量過(guò)小，紗線的抗靜電性能難以保證，剪切時(shí)粘輥現(xiàn)象可能還會(huì)出現(xiàn)。

抗靜電劑流量一般通過(guò)稱量的方法進(jìn)行標(biāo)定。一種標(biāo)定方法是開(kāi)啟蠕動(dòng)泵后，在規(guī)定時(shí)間（3～5 min為宜）內(nèi)將流出的抗靜電劑單獨(dú)接出并稱量，將抗靜電劑重量與時(shí)間的比值與控制范圍值進(jìn)行比較后增減蠕動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速。此方法適用于抗靜電劑涂覆量的快速標(biāo)定。另一種標(biāo)定方法是正常絡(luò)紗過(guò)程中，連續(xù)絡(luò)制2～3 卷滿筒紗，稱量這段時(shí)間內(nèi)抗靜電劑的消耗量，將抗靜電劑用量與紗團(tuán)重量的比值與控制范圍值進(jìn)行比較，以確定涂覆的穩(wěn)定性。此方法適用于抗靜電劑涂覆穩(wěn)定性檢查。以上2 種方法相互結(jié)合檢測(cè)并根據(jù)結(jié)果做出相應(yīng)的調(diào)整可保證抗靜電劑涂覆效果。

外涂抗靜電劑的紗團(tuán)往往還需進(jìn)行二次烘干定型，尤其是在每年的10 月份到次年的3 月份，天氣濕度相對(duì)低，通過(guò)熱定型進(jìn)一步提高紗團(tuán)的成帶性。

3 環(huán)境對(duì)抗靜電性的影響

一般而言，在原絲絡(luò)紗過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境濕度越大，溫度越高，紗線的抗靜電效果越好，但過(guò)高的溫濕度不利于在自然條件下使用的紗線分散及短切性能［3］。為保證經(jīng)抗靜電劑處理的FRP玻纖紗的抗靜電效果，絡(luò)紗車(chē)間需具備穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，溫度控制在15～25 ℃，相對(duì)濕度保持在60%～80%的環(huán)境較為適宜。適宜的溫濕度環(huán)境也可有效地消除紗線的靜電。

4 提高抗靜電性的其他方法

除以上方法外，在絡(luò)制的紗團(tuán)下部安裝碳纖維材質(zhì)的靜電刷，通過(guò)接地線將紗團(tuán)卷繞過(guò)程中產(chǎn)生的靜電轉(zhuǎn)移；在絡(luò)紗現(xiàn)場(chǎng)安裝靜電消除器（風(fēng)扇），通過(guò)尖端高壓電暈放電把現(xiàn)場(chǎng)空氣電離為大量正負(fù)離子，然后用風(fēng)把大量正負(fù)離子吹到紗團(tuán)上以中和靜電；保持與紗線接觸的絡(luò)紗附件完好、光滑，也可以減輕因摩擦過(guò)多產(chǎn)生的靜電。

5 抗靜電性驗(yàn)證

不管是內(nèi)置、外涂抗靜電劑法還是其他方法，生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品出廠前一般會(huì)進(jìn)行各種檢測(cè)以驗(yàn)證紗線的抗靜電效果。

5.1 靜電值檢測(cè)法

在紗團(tuán)絡(luò)制過(guò)程中，使用靜電測(cè)量?jī)x對(duì)紗團(tuán)進(jìn)行靜電值的檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)值與控制標(biāo)準(zhǔn)的偏差對(duì)絡(luò)制過(guò)程的相應(yīng)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查。靜電值越大，說(shuō)明抗靜電性越差。此方法可對(duì)絡(luò)制過(guò)程中的紗團(tuán)進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)性優(yōu)異。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，靜電檢測(cè)值（絕對(duì)值）控制在500 V以內(nèi)較為合適。

5.2 靜電半衰期檢測(cè)法

在實(shí)驗(yàn)室條件下，使用靜電半衰期測(cè)試儀利用給定的高壓電場(chǎng)，對(duì)紗線定時(shí)間放電，使紗線感應(yīng)靜電，進(jìn)行靜電壓衰減的半衰期、靜電殘留量的檢測(cè)，以顯示被測(cè)紗線的帶靜電性能。半衰期越長(zhǎng)，則抗靜電性能越差，反之就越好，根據(jù)所測(cè)半衰期與控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)進(jìn)而做相應(yīng)的調(diào)整［2］。FRP板材用紗的半衰期一般控制在30 s以內(nèi)較為適宜。

5.3 模擬短切分散法

在自然條件下，使用自制設(shè)備（包括簡(jiǎn)易紗架、刀輥、膠輥、分散器、皮帶等）進(jìn)行紗線短切分散，通過(guò)觀察短切后紗線的分散、粘輥等情況，來(lái)評(píng)定紗線的抗靜電性。短切性好、分散均勻、無(wú)堆高、無(wú)并條、不粘附膠輥的紗線可視為抗靜電性優(yōu)良。此方法模擬紗線在客戶處的實(shí)際使用，但也受試驗(yàn)環(huán)境與客戶實(shí)際使用環(huán)境差異的影響，與最終使用存在一定的差異。

隨著新技術(shù)、智能化的發(fā)展，F(xiàn)RP板材紗抗靜電性控制方法、設(shè)備也日益完善，如蠕動(dòng)泵的光電感應(yīng)、微流量控制等提高了抗靜電劑的涂覆均勻性；靜電消除器的廣泛應(yīng)用，必將在提高紗線的抗靜電性上發(fā)揮積極作用。