文/鄭少明 趙麗莎 林本術(shù) 賴祥輝

1 引言

合成纖維在使用過程中易產(chǎn)生靜電，對工業(yè)生產(chǎn)和人民生活都會(huì)帶來危害[1]。隨著科技的發(fā)展，靜電危害所造成的后果已不僅限于安全問題。靜電放電造成的頻譜干擾會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)代電子設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)故障。在石油、化工、精密機(jī)械、煤礦、食品、醫(yī)藥等行業(yè)，也對靜電防護(hù)有特殊的要求。具有優(yōu)良抗靜電性能的導(dǎo)電纖維在紡織品中的使用，可以有效防止靜電帶電、靜電效應(yīng)，有利于減少靜電危害。

導(dǎo)電纖維是通過電子傳導(dǎo)和電暈放電而消除靜電的功能性纖維，通常是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（20℃、65%相對濕度）下比電阻在107Ω·cm以下的纖維[2]。導(dǎo)電纖維的現(xiàn)有種類主要有：金屬纖維、碳纖維和有機(jī)導(dǎo)電纖維，目前應(yīng)用最廣的導(dǎo)電纖維是有機(jī)導(dǎo)電纖維。在日常紡織品檢測中，對含有導(dǎo)電纖維的織物定性只能憑經(jīng)驗(yàn)在顯微鏡下進(jìn)行判斷，本研究的目的是利用導(dǎo)電纖維的特性對紡織品中的導(dǎo)電纖維進(jìn)行定性鑒別。

2 試驗(yàn)原理

導(dǎo)電纖維的主要作用是使織物導(dǎo)電性增強(qiáng)，從而使織物上產(chǎn)生的電荷能很快放掉，可有效防止靜電局部蓄積；同時(shí)導(dǎo)電纖維還具電暈放電功能，能起到向大氣中放掉靜電的效果[3]。因此含有導(dǎo)電纖維的織物會(huì)有出色的抗靜電性能，而紡織材料靜電性能的評價(jià)有靜電電壓及其半衰期、電荷面密度等指標(biāo)，通過對這些指標(biāo)的測定可以得到導(dǎo)電纖維對織物抗靜電性能的影響，這也是含有導(dǎo)電纖維織物的一大特點(diǎn)，可以利用這一特性對導(dǎo)電纖維含量進(jìn)行測試。

目前紡織品檢測中與紡織品靜電性能有關(guān)的常用標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 12703—2008《紡織品靜電性能的評定》，其涉及的靜電性能指標(biāo)有靜電壓半衰期、電荷面密度、電荷量、電阻率、摩擦帶電電壓、纖維泄漏電阻和動(dòng)態(tài)靜電壓。海勇等[4]通過測量織物的電荷面密度對導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電性能進(jìn)行評定，但電荷面密度的測定因不同試驗(yàn)人員操作手法會(huì)導(dǎo)致結(jié)果差異較大，為了盡量減少這類誤差，本文選擇測量紡織品的靜電壓半衰期指標(biāo)，通過對比含導(dǎo)電纖維和無導(dǎo)電纖維紡織品的指標(biāo)差異來對導(dǎo)電纖維進(jìn)行定性鑒別。

3 試驗(yàn)

3.1 樣品準(zhǔn)備

分別選取含有導(dǎo)電纖維以及無導(dǎo)電纖維的羊毛/聚酯纖維混紡樣品從1到10進(jìn)行編號。

3.2 儀器和試驗(yàn)條件

儀器：大榮科學(xué)精器制作所，H0110/V1型織物靜電衰減測試儀。

調(diào)濕和試驗(yàn)條件：溫度（20±2）℃，相對濕度（35±5）%，環(huán)境風(fēng)速應(yīng)在0.1m/s以下。

3.3 試驗(yàn)方法——靜電壓半衰期法[5]

每個(gè)試樣隨機(jī)采取3塊，每塊試樣大小為4.5cm×4.5cm。

對試樣表面進(jìn)行消電處理，將試樣夾于試樣夾中，使針電極與試樣表面相距（20±1）mm，感應(yīng)電極與試樣表面相距（15±1）mm，驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)臺并在針電極上加10kV高壓30s后斷開高壓，待靜電電壓衰減至1/2以下時(shí)停止試驗(yàn)，記錄半衰期（s）。

同一塊試樣測試兩次取平均值，對3塊試樣進(jìn)行同樣的試驗(yàn)，計(jì)算平均值作為該試樣的測量值，結(jié)果修約至0.1s。

4 結(jié)果與討論

分別對含導(dǎo)電纖維和無導(dǎo)電纖維的羊毛/聚酯纖維混紡樣品做測試，測試結(jié)果見表1。

表1 不同面料靜電壓半衰期測試結(jié)果

根據(jù)GB/T 12703.5—2008 《紡織品靜電性能的評定》的第1部分可知，評定織物抗靜電性能的要求為：靜電壓半衰期＜15s。比較試驗(yàn)結(jié)果表明，含有導(dǎo)電纖維的羊毛/聚酯纖維混紡樣品的靜電壓半衰期均＜15s，而無導(dǎo)電纖維樣品的靜電壓半衰期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求值。因此，可以將靜電壓半衰期＜15s作為評價(jià)織物是否含有導(dǎo)電纖維的依據(jù)。

5 結(jié)論

（1）靜電壓半衰期的測試使用相關(guān)儀器，相比電荷面密度的測試可以降低人員操作的誤差，重現(xiàn)性較好。

（2）導(dǎo)電纖維在織物中的主要作用是使織物能夠快速釋放其積累的電荷，使織物具有優(yōu)良的抗靜電性能，因此，通過測量織物的抗靜電性能指標(biāo)可以判斷織物中是否含有導(dǎo)電纖維，靜電壓半衰期＜15s可以作為評價(jià)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]高廣艷, 安樹林. 有機(jī)導(dǎo)電纖維的性能特點(diǎn)及其發(fā)展[J].天津紡織科技. 2005 (2): 29-33.

[2]丁長坤, 程博聞, 任元林, 等. 導(dǎo)電纖維的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J]. 紡織科學(xué)研究. 2006(3):32-39.

[3]潘宇明, 侯慶華. 導(dǎo)電纖維和抗靜電纖維的區(qū)別[J]. 產(chǎn)業(yè)用紡織品, 1989 (3) :1-6.

[4]海勇, 李振, 杜軍, 等. 紡織品常用導(dǎo)電纖維鑒別[J]. 中國纖檢, 2017 (4): 86-89.

[5]GB/T 12703.1—2008 紡織品靜電性能的評定第1部分：靜電壓半衰期[S].