紡織材料的靜電現(xiàn)象

1、指導老師張一心檢測技術(shù)與儀器課程設(shè)計共18頁第1頁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種種不利的影響。合成纖維在開松過程中，由于靜電纖維會貼附在機架、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；靜電使細沙斷頭增加，制

2、造是開口不清；在紡織品服用過程中，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，吸得越緊；化纖內(nèi)衣帶有靜電，經(jīng)常穿著會出現(xiàn)皮膚過敏、血壓升高等不良影響；靜電現(xiàn)象嚴重時，靜電壓高達幾千伏，電荷放電會產(chǎn)生火花，會引起易燃氣體的爆炸。靜電有害但也有利，近年來日本，德國等對氯綸進行了大量的研究，發(fā)現(xiàn)織物的負電荷對關(guān)節(jié)、肌肉風濕，神經(jīng)痛等疾病有良好的療效。二二靜電產(chǎn)生的機理與評價指

3、標靜電產(chǎn)生的機理與評價指標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電的電子組成。兩種紡織材料相摩擦，一定壓力下，當摩擦接觸表面的間距小于2.5107cm時，界面上兩側(cè)的分子就會相互吸引，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)的原子對最外層電子的吸引力不同，吸引電子能力強的那種物質(zhì)的原子核灰會使界面另一側(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。在離開各自界面的方向上又分布著與各自界面一側(cè)電荷符號相反的例子擴散層。由此就形成如圖1所示的偶電層，在界面上形成電位差。具有極性基團的纖維材料在界面上的電位差的作用下會發(fā)生極化。這個電壓實際上可等效為一個電容。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）.兩種材料相互摩擦時，接觸間距越小，電容越大。當分離時，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，圖1：偶電層的形成盡管絕對帶電量很小，但帶靜電電壓極高可達到上萬伏。早在18世紀，人們就對大量紡織材料的摩擦起電做了靜電試驗，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℃，相對濕度33%的條件下獲得的。當兩種纖維材料相摩擦時，

6、排在靜電電位序列表中靠左短的物質(zhì)帶正電，靠右端的帶負電荷。有表2可以看出羊毛、錦綸等纖維排在表指導老師張一心檢測技術(shù)與儀器課程設(shè)計共18頁第3頁等位電體。當探頭上測到是正電位時極板E也是正電位，這是極板逆時鐘轉(zhuǎn)動。當庫侖力與彈性元件的扭力平衡時，偏轉(zhuǎn)量即表示檢測電極的電位大小。反之，若探頭檢測到負電位，則極板順時鐘方向轉(zhuǎn)動。因此從電極的偏轉(zhuǎn)方向可以知道靜電電位的正負，電極的偏轉(zhuǎn)角度θ與被檢測物體的電位成正比。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被測物體的電位接觸式靜電電位測量法對帶電導體測量精度較高，但對于高電阻的纖維材料，因為儀器的探頭要與試樣接觸，改變了試樣的幾何形態(tài)，從而影響測試的重現(xiàn)性。四感應式靜電測試方法感應式靜電測試方法（一）感應式靜電測試原理由靜電感應原理可知，金屬導體靠近帶電體時，導體中電子發(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，遠端極性與帶電體相同。圖5種，帶電體P上有電量Q，它

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