【纺织原料】抗静电纤维

抗静电纤维是一类不易积聚静电荷的化学纤维。在标准状态下，要求抗静电纤维的体积电阻率小于10¹⁰Ω·cm，或者静电荷逸散半衰期小于60s。

1 抗静电纤维作用

1.1 纺织材料静电问题产生的原因及危害

纺织材料多为电的绝缘体，比电阻较高，像吸湿性能低的涤纶、腈纶、氯纶等合成纤维尤为明显。在纺织加工过程中，纤维与纤维或纤维与机件密切接触、摩擦，会导致电荷在物体表面转移，从而产生静电。

静电会带来诸多不良影响。如带相同电荷的纤维相互排斥，带不同电荷的纤维与机件相互吸引，这会造成条子发毛、纱线毛羽增多、卷装成型不良、纤维粘缠机件、纱线断头增加，还会在布面上形成分散性条影等。服装带电后，容易吸附尘土而沾污，并且服装与人体、服装与服装之间会发生缠附现象，甚至产生电火花。严重时，静电压可达几千伏，因放电产生的火花可能引发火灾，造成严重后果。

1.2 解决合成纤维织物静电干扰的方法

为使合成纤维及其织物具备耐久性抗静电性能，有多种方法。如在合成纤维的聚合或纺丝时，加入亲水性聚合物或导电性低分子聚合物；利用复合纺丝法，制成外层具有亲水性的复合纤维。在纺纱过程中，可将合成纤维与吸湿性强的纤维混纺，或者按照电位序列，让带正电荷的纤维与带负电荷的纤维混纺，也可对织物进行耐久性的亲水性助剂整理。

2 抗静电纤维种类

2.1 表面活性剂添加型纤维

为制备抗静电效果相对耐久的纤维，常将表面活性剂添加到纺丝液中进行共混纺丝。在纤维成型后，表面活性剂会凭借自身特性，从纤维内部不断向表面迁移扩散，从而达到抗静电的效果。还有通过粘合剂将表面活性剂固着于纤维表面，或使其在纤维表面交联成膜等方法，效果类似于在塑料表面涂刷抗静电清漆。

此类纤维抗静电效果与环境湿度紧密相关，湿度较高时，水分能增强表面活性剂的离子传导性，抗静电性能显著提升；在干燥环境中，效果则会减弱。

2.2 共混、共聚合和接枝改性型抗静电纤维

这一类抗静电纤维的核心在于对成纤高聚物进行改性，通过添加亲水性单体或聚合物，增强纤维的吸湿性，从而赋予抗静电性能。还有将硫酸铜混入腈纶纺丝液中，纺丝凝固成形后再经含硫还原剂处理，可提高导电纤维的生产效率与导电性能的耐久性。除了普通共混纺丝，在聚合过程中加入亲水性聚合物形成微多相分散体系的方式也逐渐兴起，例如将聚乙二醇加入到己内酰胺反应混合物中，增强抗静电性能的耐久性。

2.3 金属导电纤维

金属导电纤维通常由金属材料经过特定工艺纤维化而成，常见的金属有不锈钢、铜、铝、镍等。此类纤维具有出色的导电性能，能快速传导电荷，有效消除静电。同时，它还具备良好的耐热性与耐化学腐蚀性。但在应用于纺织品时，也存在一些局限性，比如金属纤维抱合力小，纺纱过程中纤维间的结合力不足，容易导致纱线质量问题；成品色泽受金属本身颜色限制，较为单一。在实际使用中，常与普通纤维混纺，借助金属纤维的导电优势赋予混纺产品抗静电性能，同时利用普通纤维改善纺纱性能和降低成本。

2.4 碳素导电纤维

碳素导电纤维的制备方法主要有掺杂、涂层、炭化等。掺杂是在成纤材料中混入具有导电性能的杂质，改变材料的电子结构，从而赋予纤维导电能力；涂层则是通过在纤维表面涂覆一层具有良好导电性的碳材料，如碳黑等，形成导电层；炭化一般以粘胶、腈纶、沥青等为原丝，经过高温处理使其碳化，转化为具有导电性能的碳纤维。经这些方法制备的碳素导电纤维，在保持纤维原有部分力学性质的基础上，获得了一定的导电性能。经过碳化处理后的碳纤维，虽然导电性能好、耐热、耐化学药品，但其模量高，质地较硬，缺乏韧性，不耐弯折，且无热收缩能力，在一些需要纤维具备良好柔韧性和可变形性的场合适用性欠佳。

2.5 导电聚合物制成的有机导电纤维

导电聚合物制成的有机导电纤维，具有特殊的共轭结构，电子在分子链上能够相对自由地移动，从而具备导电能力。这类纤维独特的导电性能和有机材料特性，在一些对材料性能有特殊要求、成本敏感度较低的高端领域，如特定的电子器件、航空航天等领域，具有潜在的应用价值。

2.6 普通合成纤维涂敷导电物质制成的有机导电纤维

这类纤维是通过表面整理工艺，在普通合成纤维表面涂敷炭黑、金属等导电物质来实现抗静电功能。涂覆金属的工艺相对复杂，成本较高，且可能会对纤维的手感等服用性能产生一定影响。

2.7 复合纺丝法制成的有机导电纤维

复合纺丝法是将两种或两种以上不同组成或性质的聚合物，通过特殊的复合纺丝组件，在同一纺丝过程中形成一根具有两种或多种不同组分的纤维。在制备抗静电纤维时，通常会将具有导电性能的聚合物或添加了导电物质的聚合物作为其中一组分，与普通成纤聚合物复合。相较于其他一些抗静电纤维制备方法，复合纺丝法制备的纤维抗静电性能更为稳定，且对纤维原有性能的负面影响较小。

3 抗静电纤维应用

在日常生活中，冬天空气过于干燥时，人体皮肤和服装之间容易产生静电，高者瞬间静电压可达上万伏，给人体带来不适。例如，在地毯上走动可产生1500～35000伏静电，在乙烯树酯地板上走动时可产生250～12000伏静电，室内屁股在椅子上一蹭就会产生1800伏以上的静电。静电的高低主要取决于周围空气的湿度，通常静电干扰超过7000伏，人就会有电击感。

静电对人体危害较大，持久的静电可使血液中的碱性升高，血清中钙含量减少，尿中钙排泄量增加，这对正在生长发育的儿童、血钙水平甚低的老年人以及需钙量甚多的孕妇和乳母影响更大。过多的静电在人体内堆积，会引起脑神经细胞膜电流传导异常，影响中枢神经，导致血液酸碱度和机体氧特性改变，影响机体生理平衡，使人出现头晕、头痛、烦躁、失眠、食欲不振、精神恍惚等症状。静电还会干扰人体血液循环、免疫和神经系统，影响各脏器（特别是心脏）的正常工作，可能引起心率异常和心脏早搏。在冬季，约三分之一心血管疾病的发生与静电有关。此外，在易燃易爆地区，人体带有静电还可能引起火灾。

来源：纺织大学堂

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