Comprensione delle fibre e dei tessuti conduttivi antistatici

Astratto. Questo articolo discute principalmente i principi e i metodi dei materiali tessili antistatici, introduce i tipi e i metodi di produzione delle fibre antistatiche, nonché i metodi di produzione e gli standard di prova dei tessuti antistatici. BEGOODTEX fornisce fiamma antistatica ad alte prestazionitessuti ritardanti, ampiamente utilizzati negli indumenti protettivi industriali e in altri settori.

1. Panoramica

Meccanismo di generazione di elettricità statica

L'attrazione degli elettroni dello strato di valenza (nota come elettronegatività) varia a seconda degli atomi che compongono i materiali tessili. I materiali con elevata elettronegatività attraggono gli elettroni di valenza dei materiali con bassa elettronegatività, che si muovono o si trasferiscono verso di essi, con il risultato che alcuni materiali hanno cariche positive e altri hanno cariche negative. Il processo di generazione di una carica elettrica in un materiale è chiamato elettrificazione. A causa di diverse condizioni e ambienti, le cariche sulla superficie dei materiali possono essere generate o dissipate. Quando si raggiunge l'equilibrio, se il materiale non è elettricamente neutro, la carica trasportata è chiamata carica statica. La carica dei materiali e il comportamento risultante sono chiamati fenomeni elettrostatici.

Durante la produzione, la lavorazione e l'uso delle fibre e dei loro prodotti, l'elettricità statica viene generata a causa di fattori quali attrito, stiramento, compressione, desquamazione, induzione di campo elettrico e asciugatura ad aria calda.

Pericoli dell'elettricità statica

1. Influisce sulla vestibilità degli indumenti

L'elettricità statica generata da indumenti realizzati con materiali diversi può causare l'aggrovigliamento degli indumenti, rendendoli scomodi da indossare. Gli indumenti in fibra chimica, a causa della forte elettricità statica, tendono ad assorbire particelle di polvere con cariche diverse presenti nell'aria, che possono facilmente contaminarli; anche gli indumenti sintetici sono particolarmente inclini ad assorbire la forfora. Indossare indumenti sintetici genera un'elevata tensione statica a causa dell'attrito, che può scaricarsi quando si toccano oggetti conduttivi come il metallo o si stringe la mano a qualcuno, provocando una fastidiosa sensazione di scossa elettrica.

2. Causare incidenti

Quando le persone indossano abiti che accumulano cariche elettrostatiche, queste si infiltrano attraverso minuscole fessure nell'aria, creando scintille attorno a loro. Queste scintille hanno energia sufficiente a innescare o addirittura innescare esplosioni in presenza di gas infiammabili ed esplosivi nelle vicinanze. Sono stati osservati incidenti come incidenti causati da persone che indossano abiti quando i barili di benzina vengono fatti esplodere o le sale per anestesia con etere negli ospedali prendono fuoco; incendi di polveri nelle fabbriche; ed elettricità statica che causa guasti ai paracadute e provoca vittime.

3. Influisce sulla salute umana

L'impatto dell'elettricità sul corpo umano rimane poco chiaro a molti. Esistono diverse convinzioni sui suoi effetti, come l'aumento della pressione sanguigna o l'innesco di una carenza di calcio nel sangue, con conseguente comparsa di allergie cutanee. Tuttavia, è evidente che la considerazione dell'elettricità nei materiali utilizzati per la ricerca sugli organi artificiali ha suscitato notevole interesse per le sue potenziali implicazioni per la salute umana.

4. Impatto sulla qualità dei prodotti tessili

Quando le fibre si allentano durante il processo di separazione l'una dall'altra a causa dell'elettricità presente nell'ambiente operativo dei macchinari, raggiungono in modo non uniforme i telai e le tubazioni delle macchine, tra le altre aree, causando uno spessore irregolare nello strato di fibra prodotta e impigliandosi nei rulli di pressione e in altre parti dei macchinari, rendendo difficile il regolare svolgimento della produzione. Nella fase di selezione della produzione, le fibre caricate tendono a impigliarsi nei componenti della macchina, interrompendo il processo di produzione e causando il rilascio di polvere di fibre corte nell'aria, con conseguente contaminazione.

2. Principi e metodi antistatici dei materiali tessili

Principio antistatico dei materiali tessili

L'elettricità statica si crea solitamente in due modi. Attraverso il contatto e l'induzione da parte dell'elettricità statica stessa, produce un maggiore accumulo di carica statica. Pertanto, il termine antistatico indica la capacità dei materiali statici di ridurre il trasferimento di carica, riducendo al minimo l'accumulo di carica statica, minimizzando l'attrito o il contatto con gli oggetti e ottenendo quindi un effetto antistatico. Le tecniche comunemente impiegate includono le seguenti opzioni.

1. Migliora l'idrofilia delle fibre.

L'acqua è un ottimo conduttore di elettricità perché quando la fibra o il tessuto vengono bagnati con una certa quantità d'acqua, la carica si disperde rapidamente attraverso l'acqua presente su di essi, riducendo così la probabilità di accumulo di elettricità statica grazie all'elevata capacità di assorbimento dell'umidità della fibra.

2. Metodo di neutralizzazione della carica

Il processo di neutralizzazione della carica prevede la miscelazione di due sostanze con cariche opposte su una scala per bilanciare le cariche, con polarità variabili, senza eliminarletel; al contrario, annulla le cariche superficiali.

3. scarica a corona

Il metodo di scarica a corona prevede il reindirizzamento dell'elettricità dai tessuti senza doverli mettere a terra, utilizzando vari tipi di fibre conduttive, come fibre metalliche e fibre a base di carbonio, oppure applicando rivestimenti conduttivi, come il nero di carbonio, sullo strato esterno delle fibre sintetiche o creando una filatura composita di composti a base di carbonio o metallici con polimeri che formano fibre per generare fibre composite di materiale conduttivo.

Metodi antistatici tessili

Le tecniche comunemente impiegate nella produzione reale per prevenire l'elettricità includono principalmente l'aumento dei livelli di umidità dell'ambiente e il miglioramento della conduttività dei materiali in fibra, con l'approccio fondamentale di ridurre la resistenza delle fibre e aumentare la conduttività delle fibre.

In genere, esistono tre approcci per affrontare l'elettricità statica nei tessuti. Un metodo prevede l'applicazione di agenti di finissaggio elettrostatici al tessuto.

La tecnica successiva prevede il potenziamento delle fibre mediante innesto con materiali e la loro combinazione con altre fibre idrofile.

In questo contesto, il tipo di materiale utilizzato sono le fibre conduttive miste o intrecciate. Queste fibre agiscono migliorando la capacità del tessuto di trattenere l'umidità e favorendo il rilascio di elettricità statica.

In determinate condizioni o dopo diversi lavaggi in lavatrice, l'effetto del trattamento potrebbe non durare a lungo o non fare una differenza evidente; Il terzo approccio può affrontare in modo efficace e continuo il problema dell'elettricità statica nei tessuti ed è adatto a specifici tipi di abbigliamento funzionale, come le uniformi antistatiche.

3. Produzione di fibre antistatiche e conduttive

Tipi di fibre antistatiche e conduttive

In base alla categorizzazione dei materiali utilizzati nelle fibre, queste possono essere classificate in formulazioni antistatiche, varietà metalliche e fibre conduttive antistatiche a base di nero di carbonio; anche le fibre conduttive a base di polimeri e le fibre antistatiche in ossido metallico su scala nanometrica sono esempi.

1. Formulazione antistatica: fibre antistatiche e conduttive

Il processo di incorporazione di fibre statiche e conduttive in formulazioni antistatiche è semplice e non altera significativamente le caratteristiche intrinseche della resina. Questa integrazione facilita la creazione di uno strato sulla superficie del materiale che ne riduce efficacemente la resistività superficiale e dissipa rapidamente l'eventuale elettricità statica accumulata.

2. Fibre antistatiche e conduttive a base metallica

Questa variante di fibra viene prodotta sfruttando la conduttività dei metalli utilizzando tecniche come la trafilatura diretta, che prevede il tiraggio ripetuto del filo metallico attraverso uno stampo per allungarlo. Leghe come acciaio, rame e alluminio, insieme a metalli preziosi come oro e argento, sono comunemente impiegate in questo processo. Un altro approccio è il metodo del taglio, in cui il metallo viene tagliato in filamenti e combinato con fibre normali per creare tessuti conduttivi.

3. Fibre antistatiche e conduttive a base di nero di carbonio

Materiali inorganici come il carbon black e il grafene vengono spesso utilizzati per le loro proprietà statiche e conduttive nella produzione di fibre conduttive attraverso processi quali l'applicazione del metodo di drogaggio o il trattamento di carbonizzazione delle fibre.

4. Fibre polimeriche antistatiche e conduttive

I materiali polimerici sono generalmente considerati isolanti; tuttavia, l'introduzione dei materiali a base di poliacetilene negli anni '70 ha messo in discussione questa concezione. Da allora sono stati scoperti altri materiali conduttivi a base di polimeri, come la polianilina, dando origine a un'impennata nella ricerca sulla conduttività delle sostanze polimeriche.

5. Fibre antistatiche e conduttive in ossido metallico su scala nanometrica

Le proprietà leggere e trasparenti delle polveri di ossido metallico possono creare fibre antistatiche di colore chiaro e dall'aspetto molto trasparente. Tra i metodi per realizzare fibre conduttive attualmente disponibili, questo metodo si distingue per la sua tendenza e il suo potenziale.

Confronto delle caratteristiche degli additivi conduttivi
Tipi di riempitivi	Principali vantaggi e svantaggi
nero di carbonio	Economico e stabile; A causa del colore nero del prodotto che ne influenza l'aspetto, è richiesta una piccola dimensione delle particelle; Alta resistività
fibra di carbonio	Ha un'eccellente resistenza alla corrosione e alle radiazioni; elevata resistenza e modulo elevato; elevata resistività e difficile lavorazione
argento	Proprietà stabili e bassa resistività; prezzo elevato e problema di migrazione dell'argento
Baffi di ossido di zinco	Basso dosaggio, buona stabilità e colore chiaro; Alta resistività
titania	Buona stabilità e colore chiaro; Alta resistività
Nano biossido di stagno (drogato con antimonio)	Buona stabilità, colore chiaro, piccole dimensioni delle particelle, elevata trasparenza

Produzione di fibre antistatiche e conduttive

1. Finitura antistatica

Le fibre antistatiche possono essere prodotte utilizzando due tecniche di produzione che prevedono l'impiego di agenti antistatici per classificare le fibre: il metodo antistatico esterno e il metodo antistatico interno.

L'approccio antistatico esterno prevede l'applicazione di un agente antistatico sulle superfici delle fibre, noto come metodo di finitura superficiale, che può essere suddiviso in metodi di finitura antistatica temporanei e durevoli.

L'implementazione di un metodo per prevenire l'elettricità statica prevede l'aggiunta di un agente antistatico all'interno della fibra.

2. Modificazione chimica delle fibre

Nella maggior parte dei casi, le reazioni chimiche vengono utilizzate per modificare le fibre tessili al fine di produrre fibre statiche. Il primo metodo prevede alterazioni chimiche per creare fibre statiche, mentre il secondo metodo prevede tecniche di miscelazione o compositi per lo stesso scopo.

3. Fibre conduttive intarsiate o miscelate

Negli anni '60 furono introdotte le fibre conduttive. Inizialmente come fibre conduttive organiche rivestite di nerofumo e successivamente come fibre rivestite di metallo, in superficie. Le caratteristiche meccaniche di queste fibre metallizzate differiscono notevolmente da quelle delle fibre tradizionali, il che rende la loro miscelazione più complessa e spiega perché non siano comunemente utilizzate.

4. Produzione di UNantistatico Fabrics

Orequisiti di traspirabilità e progettazione dei tessuti antistatici

I tessuti antistatici devono soddisfare i loro standard di funzionalità statica, pur rispettando l'aspetto e le specifiche tipiche dei normali materiali per abbigliamento. Questi tessuti antistatici sono solitamente impiegati in contesti che richiedono proprietà antistatiche, come le operazioni aerospaziali o settori come l'estrazione petrolifera per la difesa, l'estrazione mineraria e l'assistenza sanitaria. Sono comunemente utilizzati come oggetti nella vita di tutti i giorni. Di conseguenza, la struttura del design tessile dovrebbe dare priorità a tessuti più densi.

Metodo di produzione del tessuto antistatico

Utilizzo della creazione di tessuto antistatico come caso di studio per illustrare il processo di fabbricazione di tessuto antistatico.

Il processo di creazione di fibre acriliche statiche solitamente prevede la modifica delle fibre acriliche per renderle antistatiche attraverso vari metodi, come il trattamento della superficie delle fibre e la miscelazione con altri materiali o sostanze chimiche, come la filatura composita e l'aggiunta di materiali conduttivi per le imbottiture.

1. Metodo di trattamento della superficie della fibra

Quando si trattano le fibre per ridurre l'accumulo di elettricità sullo strato superficiale, in genere si utilizzano sali metallici conduttivi o tensioattivi noti come agenti antistatici, attraverso metodi come la spruzzatura o il rivestimento delle fibre e dei loro tessuti.

2. Metodo di modifica della miscelazione

Incorporando una quantità di materiale conduttivo come il nerofumo o l'ossido metallico nella fibra acrilica e mescolandolo con la soluzione di fibra acrilica, si ottiene una fibra acrilica antistatica di lunga durata. Questa particolare fibra antistatica dimostra un impatto statico duraturo; tuttavia, l'agente antistatico aggiunto deve possedere specifiche caratteristiche di stabilità termica ed essere compatibile con la fibra durante la lavorazione.

3. Metodo di modifica chimica dell'ontologia

Incorporando monomeri durante la produzione di materiale copolimero acrilico e avviando reazioni di copolimerizzazione per creare fibre acriliche idrofile, si migliora la capacità di assorbimento dell'umidità del prodotto finale e si conferiscono proprietà antistatiche alle fibre acriliche.

4. Metodo di filatura composita

Gli elementi conduttivi all'interno delle fibre conduttive realizzate tramite filatura composita scorrono in modo continuo lungo la direzione longitudinale e rilasciano facilmente le cariche accumulate. Diverse configurazioni composite sono costituite da strutture a nucleo superficiale, strutture circolari a punto singolo o multiplo e formazioni a sandwich.

5. Metodo di riempimento del materiale conduttivo

Nel processo di filatura, lo strato centrale conduttivo è costituito da materiali e fibre conduttivi per una maggiore conduttività, aggiunti appositamente alla soluzione di filatura delle fibreteldal processo di filatura del composito stesso.

5. Test delle prestazioni di Anti–Tessuti statici

Parametri di prestazione elettrostatica e standard correlati dei tessuti

I test elettrici implicano l'esame di vari aspetti, come l'identificazione di potenziali fonti di rischio di elettricità statica e la valutazione delle proprietà elettrostatiche di materiali e prodotti, oltre alla valutazione della sensibilità di materiali infiammabili ed esplosivi agli effetti dell'elettricità statica. Gli standard che regolano le proprietà dei tessuti comprendono linee guida, come la serie GB/T 12703 e la FZ/T 01059, tra le altre.

Metodo di prova per le proprietà elettrostatiche dei tessuti

I metodi di prova per la carica elettrica di fibre o tessuti possono essere suddivisi in due categorie: analisi qualitativa e analisi quantitativa. L'analisi qualitativa può osservare la presenza di scintille di scarica, scosse elettriche, suoni di scarica e attrazione (adesione di polvere, contaminazione e impigliamento attorno al corpo).

I metodi di prova di base includono: metodo dell'emivita della tensione statica, metodo della tensione caricata per attrito, metodo della densità superficiale della carica, metodo della tensione statica dinamica, metodo della quantità di carica e metodo della resistività.

6. Esplorazione del tessuto antistatico ignifugo BEGOODTEX

I tessuti BEGOODTEX possiedono proprietà statiche che vengono ottenute utilizzando tecniche particolari su misura per i tessuti per prevenire l'accumulo di elettricità statica integrando fibre conduttive o applicando antistatico trattamentiQuesto approccio aiuta a scaricare le cariche e a ridurre al minimo la probabilità di scintille che potrebbero innescare materiali infiammabili o danneggiare componenti elettronici delicati.

Tessuti ignifughi BEGOODTEX Non solo hanno proprietà antistatiche, ma sono anche sottoposti a trattamento con prodotti chimici ignifughi all'avanguardia per soddisfare efficacemente le normative di sicurezza. Questo comporta l'applicazione di ritardanti di fiamma durevoli alle fibre di cotone e ai tessuti in cui sono intrecciati, garantendo il mantenimento della resistenza al fuoco pertel50 lavaggi.

Le caratteristiche ignifughe e antistatiche dei tessuti BEGOODTEX li rendono ideali per utilizzi qualiindumenti protettivi da lavoro Nei settori in cui i rischi di incendio e l'elettricità statica rappresentano un problema significativo, questi tessuti versatili offrono protezione ai lavoratori e svolgono un ruolo cruciale nel mantenimento degli standard di sicurezza sul posto di lavoro.