紡織材料的靜電現(xiàn)象

1、指導(dǎo)老師張一心檢測(cè)技術(shù)與儀器課程設(shè)計(jì)共18頁(yè)第1頁(yè)一一紡織材料的靜電現(xiàn)象紡織材料的靜電現(xiàn)象干燥的紡織材料是絕緣體，比電阻很高，特別是吸濕能力差的合成纖維比電阻更大。纖維在紡織加工和使用過(guò)程中由于摩擦產(chǎn)生靜電現(xiàn)象，給紡織生產(chǎn)和紡織品的使用帶來(lái)種種不利的影響。合成纖維在開(kāi)松過(guò)程中，由于靜電纖維會(huì)貼附在機(jī)架、管道上使輸出纖維層厚度不均；梳棉工序中，靜電容易引起棉網(wǎng)破洞；并條工序種，靜電吸引發(fā)生纏繞皮棍和羅拉，使條子發(fā)毛；靜電使細(xì)沙斷頭增加，制

2、造是開(kāi)口不清；在紡織品服用過(guò)程中，靜電干擾表現(xiàn)為纏貼現(xiàn)象，如女裙因靜電吸引纏繞腿部；帶有靜電的衣服容易吸灰塵，而且這種塵埃不易刷掉，越刷靜電越強(qiáng)，吸得越緊；化纖內(nèi)衣帶有靜電，經(jīng)常穿著會(huì)出現(xiàn)皮膚過(guò)敏、血壓升高等不良影響；靜電現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，靜電壓高達(dá)幾千伏，電荷放電會(huì)產(chǎn)生火花，會(huì)引起易燃?xì)怏w的爆炸。靜電有害但也有利，近年來(lái)日本，德國(guó)等對(duì)氯綸進(jìn)行了大量的研究，發(fā)現(xiàn)織物的負(fù)電荷對(duì)關(guān)節(jié)、肌肉風(fēng)濕，神經(jīng)痛等疾病有良好的療效。二二靜電產(chǎn)生的機(jī)理與評(píng)價(jià)指

3、標(biāo)靜電產(chǎn)生的機(jī)理與評(píng)價(jià)指標(biāo)紡織材料都是由大分子組成的，分子的原子是由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成。兩種紡織材料相摩擦，一定壓力下，當(dāng)摩擦接觸表面的間距小于2.5107cm時(shí)，界面上兩側(cè)的分子就會(huì)相互吸引，使界面上表層原子中的最外層電子不僅受到該物體原子核吸引，而且受到界面另一側(cè)不同物質(zhì)的原子核吸引。由于不同物質(zhì)的原子對(duì)最外層電子的吸引力不同，吸引電子能力強(qiáng)的那種物質(zhì)的原子核灰會(huì)使界面另一側(cè)的部分電子偏向它的一側(cè)，這樣就在界面的兩側(cè)集

4、中了相反的電荷層。在離開(kāi)各自界面的方向上又分布著與各自界面一側(cè)電荷符號(hào)相反的例子擴(kuò)散層。由此就形成如圖1所示的偶電層，在界面上形成電位差。具有極性基團(tuán)的纖維材料在界面上的電位差的作用下會(huì)發(fā)生極化。這個(gè)電壓實(shí)際上可等效為一個(gè)電容。偶電層層的電位差U=QC（1）式中：U偶電層電位差（V）Q偶電壓帶電量（c）C偶電壓之間的等效電容（F）.兩種材料相互摩擦?xí)r，接觸間距越小，電容越大。當(dāng)分離時(shí)，偶電層的分子間距大大增加，等效電容大大減少。由于各種

5、纖維的最大帶電量接近相等，所以偶電層間的電位差大大升高。因此，高分子材料摩擦后快速分離時(shí)，圖1：偶電層的形成盡管絕對(duì)帶電量很小，但帶靜電電壓極高可達(dá)到上萬(wàn)伏。早在18世紀(jì)，人們就對(duì)大量紡織材料的摩擦起電做了靜電試驗(yàn)，得到了纖維材料靜電電位序列，如圖表2所示。圖2纖維材料靜電序列電位序列＋—纖維羊毛錦綸粘膠纖維棉蠶絲麻醋酯纖維聚乙烯醇纖維滌綸晴綸氯綸丙綸氟綸上述靜電序列是在溫度30℃，相對(duì)濕度33%的條件下獲得的。當(dāng)兩種纖維材料相摩擦?xí)r，

6、排在靜電電位序列表中靠左短的物質(zhì)帶正電，靠右端的帶負(fù)電荷。有表2可以看出羊毛、錦綸等纖維排在表指導(dǎo)老師張一心檢測(cè)技術(shù)與儀器課程設(shè)計(jì)共18頁(yè)第3頁(yè)等位電體。當(dāng)探頭上測(cè)到是正電位時(shí)極板E也是正電位，這是極板逆時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)庫(kù)侖力與彈性元件的扭力平衡時(shí)，偏轉(zhuǎn)量即表示檢測(cè)電極的電位大小。反之，若探頭檢測(cè)到負(fù)電位，則極板順時(shí)鐘方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此從電極的偏轉(zhuǎn)方向可以知道靜電電位的正負(fù)，電極的偏轉(zhuǎn)角度θ與被檢測(cè)物體的電位成正比。θ=K(U1U2)U（4）式

7、中：K儀器常數(shù)U1、U2分別為兩組固定電極的電位U被測(cè)物體的電位接觸式靜電電位測(cè)量法對(duì)帶電導(dǎo)體測(cè)量精度較高，但對(duì)于高電阻的纖維材料，因?yàn)閮x器的探頭要與試樣接觸，改變了試樣的幾何形態(tài)，從而影響測(cè)試的重現(xiàn)性。四感應(yīng)式靜電測(cè)試方法感應(yīng)式靜電測(cè)試方法（一）感應(yīng)式靜電測(cè)試原理由靜電感應(yīng)原理可知，金屬導(dǎo)體靠近帶電體時(shí)，導(dǎo)體中電子發(fā)生遷移，電荷分布不平衡，使金屬呈帶電現(xiàn)象。近帶電端極性與帶電體相反，遠(yuǎn)端極性與帶電體相同。圖5種，帶電體P上有電量Q，它

8、對(duì)地的電容為C0。如果在這帶電體所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中的某一點(diǎn)上置以探頭，則由于靜電場(chǎng)的作用，在探測(cè)板上將感應(yīng)出一定的電量。圖5種C1是探頭和帶電體之間的耦合電容。C2時(shí)探頭對(duì)地的總電容（含放大器的輸入電容）。相應(yīng)的靜電感應(yīng)電荷為Q1和Q2，兩端電壓為U1和U2。U0=U1U2（5）式中：U0被測(cè)帶電體與大地的電壓；U1耦合電容；U2放大器的輸入電壓。若測(cè)量前探頭不帶電，則Q1=Q2即U2U1=C1C2圖5感應(yīng)式靜電測(cè)試儀檢測(cè)原理U1=(C2