Антистатические и проводящие ткани: принцип их действия и области применения

Выделенный фрагмент: Антистатические проводящие волокна — это текстильные волокна, разработанные для рассеивания статического заряда, а не для его удержания. Они работают за счет повышения поверхностной проводимости волокна — посредством влаги, нейтрализующих заряд добавок или встроенных металлических, углеродных или полимерных проводников — так что заряды рассеиваются до того, как они превратятся в искру. BEGOODTEX сочетает это с постоянной огнестойкостью для защитной рабочей одежды во взрывоопасных и чувствительных к электронам средах.

Статическое электричество невидимо, но любой, кто хоть раз почувствовал разряд от синтетического свитера, знает, что это реально. В промышленных текстильных изделиях этот же заряд может быть не просто неприятностью — он может воспламенить легковоспламеняющиеся пары или вывести из строя чувствительную электронику. Антистатические проводящие волокна Это материалы, разработанные для предотвращения этого процесса. В этом руководстве подробно рассказывается о том, как накапливается статическое электричество в текстиле, о семействах волокон, которые его отводят, о том, как изготавливаются эти волокна и ткани, и как тестируются их характеристики. В заключение мы расскажем о том, как BEGOODTEX сочетает антистатическую и огнезащитную защиту в одной ткани.

Что вызывает статическое электричество в текстильных изделиях?

Статическое электричество возникает при контакте и разделении. Когда два материала с разной электроотрицательностью трутся друг о друга — трение, растяжение, отслаивание или даже сушка горячим воздухом — валентные электроны перемещаются с одной поверхности на другую. Одна сторона оказывается положительно заряженной, другая — отрицательно. Если заряд не может уйти, он остается на поверхности волокна в виде статического электричества.

В повседневной и промышленной практике поверхностный заряд создает четыре различные проблемы:

• Комфорт при ношении — Синтетическая одежда прилипает к одежде, притягивает пыль и перхоть, а также вызывает небольшой удар током при прикосновении к дверной ручке или рукопожатии.
• Аварии на производстве — Накопленный заряд просачивается в воздух в виде искры, обладающей достаточной энергией, чтобы воспламенить пары бензина, эфирно-анестезиологическую атмосферу или облака мелкой пыли на заводах.
• Здоровье человека — Хотя прямое физиологическое воздействие все еще обсуждается, контроль статического электричества важен в исследованиях искусственных органов и медицинских устройств, где заряд может нарушать чувствительные функции.
• Качество продукции — Заряженные волокна запутываются на рамах машин, перекручивают валики и выделяют пыль из коротких волокон, которая загрязняет линию и нарушает равномерную толщину пряжи.

Главный вывод для покупателей: волокно, не способное отводить заряд, представляет собой проблему везде, где присутствуют легковоспламеняющиеся газы, пыль или электроника. Именно поэтому специалисты по проектированию взрывоопасных зон предпочитают антистатические проводящие волокна обычным синтетическим материалам.

Как работают антистатические текстильные материалы

Антистатическое поведение означает уменьшение переноса заряда, благодаря чему изначально накапливается меньше статического электричества. Для этого действуют три механизма:

• Улучшенная гидрофильность — Вода хорошо проводит электричество. Волокно, поглощающее влагу, позволяет заряду распространяться по поверхности водной пленки и рассеиваться, поэтому во влажной среде статическое электричество образуется гораздо меньше, чем в сухой.
• Нейтрализация заряда — Смешивание материалов противоположной полярности локально уравновешивает поверхностные заряды, компенсируя суммарный эффект без полного удаления зарядов.
• Корона-разряд — Проводящие волокна (с металлическим, углеродным или проводящим полимерным покрытием) отводят заряд в окружающий воздух без необходимости заземления, безопасно удаляя его.

В производстве наиболее практичными способами являются повышение влажности окружающей среды, нанесение антистатического покрытия, прививка гидрофильных групп к полимеру или — что наиболее долговечно — вплетение проводящих волокон. Первые два способа теряют свои свойства при стирке; только смеси проводящих волокон обеспечивают стойкие, устойчивые к стирке свойства. Логика аналогична.. огнезащитная обработка тканиВстроенный маршрут прослужит дольше, чем маршрут с покрытием.

Виды антистатических и проводящих волокон

Антистатические проводящие волокна делятся на пять групп в зависимости от используемого проводящего материала:

• Волокна с антистатическим составом — Проводящая добавка, смешанная с полимером, благодаря чему тонкий поверхностный слой снижает удельное сопротивление и быстро отводит заряд, не изменяя основные свойства смолы.
• Волокна на основе металла — тянутая или рубленая сталь, медь, алюминий, даже серебро и золото, обеспечивающие превосходную проводимость за счет веса, жесткости и цены.
• Волокна из технического углерода — Неорганический углерод или графен, внедренные в волокно путем легирования или карбонизации; дешевы и стабильны, но черный цвет ограничивает их использование в светлых тонах.
• Полимерные проводящие волокна — полиацетилен, полианилин и аналогичные полимеры с внутренней проводимостью; область исследований, активно развивающаяся с 1970-х годов.
• Нановолокна из оксидов металлов — Оксид цинка, диоксид титана или оксид олова, легированный сурьмой; легкие, полупрозрачные и практически не окрашивающиеся, что делает их самым модным вариантом для антистатических текстильных материалов, устойчивых к видимому свету.

Краткое сравнение распространенных проводящих добавок:

Наполнитель	Главное преимущество	Главный недостаток
Технический углерод	Дешево, стабильно	Темный цвет, требует мелкого размера частиц, более высокое сопротивление
Углеродное волокно	Коррозионно- и радиационностойкий, высокопрочный	Высокое удельное сопротивление, сложно поддается обработке
Серебро	Стабильное низкое сопротивление	Дорогостоящая проблема, связанная с миграцией серебра
нитевидные кристаллы оксида цинка	Низкая доза, стабильный, светлый цвет	Более высокое удельное сопротивление
Титания	Стабильный, светлый цвет	Более высокое удельное сопротивление
Наночастицы диоксида олова (легированного сурьмой)	Стабильный, легкий, тонкий, прозрачный	Более высокое удельное сопротивление

Как изготавливаются антистатические волокна

Существует три способа производства, позволяющих превратить обычное волокно в волокно, рассеивающее статическое электричество:

• Антистатическое покрытие — антистатическое вещество, наносимое на поверхность (наружное) или добавляемое внутрь полимера (внутреннее). Наружные покрытия делятся на временные и долговечные; внутреннее покрытие служит дольше, но его сложнее проектировать.
• Химическая модификация — путем реакции волокна с образованием гидрофильных групп или сополимеризации мономеров, повышающих влагопоглощение, благодаря чему само волокно проводит заряд.
• Встроенные или смешанные проводящие волокна — Непрерывные проводящие нити (с углеродным или металлическим покрытием), вмешанные в пряжу. Введенные в 1960-х годах, они обеспечивают долговечность, но более жесткие и сложны в смешивании, чем обычные волокна.

Для покупателей смесовые ткани — это тот вариант, который выдерживает 50 стирок в промышленных условиях, и именно поэтому они занимают лидирующие позиции антистатическая рабочая одежда.

Как производятся антистатические ткани

Что касается тканей, то наиболее распространенным примером является антистатическая ткань на основе акрила, изготавливаемая пятью способами:

• Обработка поверхности волокна — распылять или наносить на волокно или ткань проводящие соли металлов или поверхностно-активные вещества.
• Модификация смешивания — Добавьте в акриловый раствор сажу или оксид металла для достижения стойкого эффекта (добавка должна быть термостойкой и совместимой).
• Онтология химической модификации — Сополимеризовать гидрофильные мономеры с акрилом, чтобы обеспечить влагопоглощение и антистатические свойства.
• Композитное прядение — Проводящие элементы непрерывно проходят вдоль волокна (структуры типа «оболочка-сердцевина», многоточечные или сэндвич-структуры) для надежного высвобождения заряда.
• Метод проводящего заполнения — Проводящий сердечник добавляетсяtelв процессе прядения, в отличие от композитного прядения.

Более плотная структура ткани предпочтительна для рабочей одежды, оборонной промышленности, нефтяной и горнодобывающей промышленности, а также здравоохранения, где важны как функциональность, так и внешний вид обычной одежды.

Проверка антистатических свойств

Испытания охватывают идентификацию опасностей, свойства материалов и чувствительность к легковоспламеняющейся или взрывоопасной среде. В Китае электростатические свойства регулируются стандартами GB/T 12703 и FZ/T 01059; на международном уровне методы разделены на качественные и количественные проверки.

Количественные методы включают метод периода полураспада статического напряжения, метод напряжения трения, метод поверхностной плотности заряда, метод динамического статического напряжения, метод количества заряда и метод удельного сопротивления. Вместе они подтверждают, что проводящие волокна ткани действительно отводят заряд после многократной промышленной стирки, а не только на полке. Для получения более полной информации о соответствии стандартам — как оценивается готовая ткань в разных регионах — см стандарты испытаний огнестойких тканей в ЕС, США и КитаеФизика накопления заряда хорошо объяснена в общих источниках, таких как.. статическое электричество справочные материалы.

Антистатические огнестойкие ткани BEGOODTEX

Компания BEGOODTEX обеспечивает антистатические свойства своих текстильных изделий двумя способами: путем внедрения проводящих волокон или с помощью нанесения проводящих волокон Антистатическая обработка проводящих волокон которые разряжают заряд и снижают риск возникновения искр вблизи легковоспламеняющихся материалов или чувствительной электроники. Наши антистатическая рабочая одежда из смеси арамида Обе защиты объединены в одном материале.

Важно отметить, что ткани BEGOODTEX FR не являются чем-то одним или другим. В хлопок и его смеси наносятся постоянные антипирены, благодаря чему огнестойкость сохраняется примерно до 50 стирок, а антистатический эффект предотвращает превращение статического электричества в источник возгорания. Такая двойная защита делает их подходящими для защитная рабочая одежда в отраслях, где важны как риск возгорания, так и статическое электричество — в том числе нефтяная, энергетическая, электронная и горнодобывающая.

Часто задаваемые вопросы

Заключение

Антистатические проводящие волокна решают проблему, с которой большинство покупателей сталкиваются только тогда, когда она им дорого обходится: накопление, застывание и искрение статического заряда. Надежное решение — это использование проводящих волокон: металлических, углеродных или полимерных нитей, которые отводят заряд на протяжении всего срока службы изделия, в сочетании с огнестойкой химией для обеспечения двойной защиты. Когда эти проводящие волокна разрабатываются собственными силами, как это делает BEGOODTEX, покупатели получают одну сертифицированную ткань вместо двух отдельных спецификаций. Если ваша спецификация требует наличия обеих, начните с.. категория огнестойких тканей или свяжитесь с нашей командой для получения поддержки по вопросам OEM-производства и сертификации.