《摩擦纺开发抗静电化纤地毯纱的研究.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《摩擦纺开发抗静电化纤地毯纱的研究.pdf（3页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、纺织学报第二十二卷第六期j 6 7 【2 3 】 摩擦纺开发抗静电化纤地毯纱的研究 狄剑锋姜开明 ( 五邑大学江门，5 2 9 0 2 D ) 摘要：将导电纤维和酾匝化纤混纺并利用摩擦纺生产抗静电地毯纱的方法，制成具有良好导电性能的纯腈绝地毽导电纤 维分布在纱线表面的抗静电效果较好 关键词：导电纤维摩擦纺纱地毽抗静电研究 中田法分类号：T s1 0 47 7 人们在化纤地毯上行走后，冉去接触门的金属 把手，常有电击感：据测定，地毯未经抗静电处理， 人在其上走动时会带上高达5 5 0 0 v 的电压，有时甚 至会高达1 7 8 0 0 V - “：而人体带电的电击极限电位 一般为3 0 0 0
2、v ，3 0 0 0 v 以上人体就会发生震颤同时 伴有痛感：因此有必要研制抗静电地毯。本课题采 用摩擦纺纱的方法以腈纶短纤维与导电纤维s U _ 9 0 为原料，生产具有抗静电效果的地毯包芯纱。开发 出具有良好导电性能的纯腈纶抗静电地毯 1 静电消除原理及抗静电测试方法 1l 静电消除的匣理 在纱线中混入导电纤维，消除静电的原理有两 种情况：( 1 ) 接地导电纤维的静电消除机理：在电晕 放电的同时，诱导电荷聚集在导电纤维周围，进而导 人大地二( 2 ) 不接地导电纤维的静电消除机理：当含 导电纤维的地毯由于摩擦而带上静电时，地毯中发 生的电荷向导电纤维汇集，导电纤维中诱导了与织 物符号相反
3、的电荷。附近被诱发产生强电场，使其 昂 餮妻 a j 纱线平行电极板( b ) 纱线垂直电极扳 围1 纱线电晕放电能力测试原理图 图2B o v c l 等凡的试验电路图圉3 导电能力测试电路图 周围的空气电离。这一过程就是电晕放电过程。电 晕放电产生的正、负离子与地毯所带电荷中和，从而 消除静电。 1 2 抗静电测试的方法 l21 电晕放电能力的测试 ( 1 ) 纱线放电能力的测试如图l 所示用一条长 3 0 c m 的纱线平行置于3 0 0 0 v 的高压电极板，纱线 距高压电极板1c m ，纱线的一端接人微电流表，测其 电流值。为了模拟纱线垂直于地毯的情况。将1 2 根 1 5 c n
4、- 跃的纱线一起封装在一绝缘塑料管中，并让纱 线的一端垂直于高压电极板，距离电极板lc m 。再 将纱线的另端塞进一个开口的铜帽中保证接触 良好。再接人电流表，使测试数据准确反应试样的 电晕放电能力。 ( 2 ) 地毯放电能力的测试：取6 8c r I 、2 地毯块， 正面对正高I 矗电极板。距离为l c m ，将一金属探针 固定在试祥一角，使其远离电极板，金属探针接人接 地的微电流表。电流表读数越大，试样电晕放电的 能力越强。 1 2 2 导电性能的测试一般用电阻率来表达 含导电纤维织物的抗静电性能。B o v d 和 喜毒秦R u I g i n 。胡用图2 所示电路图测量导电纤维复合纱
5、的电阻率。用图3 所示的电路图测试试样的导电 性能。 测试时，假定每根纱线在长度方向E 是均一 的。把2 0 根5 一长的纱线固定封装在绝缘塑料 管中，以消除可能发生的纤维电晕放电的影响。 纱线两端与电极板相接触，电极板加监4 9 9 8 N ，以 保证接触良好。根据下式求得纱线的体积比电阻 n 。3 _ 。 以= ? 号l 旷 L d l 。 式中：p 为纱线的体积比电阻( n c m ) 为纱线根 数；E 为电源电压( V ) ；N 。为纱线号数( t e x ) ；L 为 两电极板问的距离( c m ) ；d 为纱线密度( g 九m 3 ) ；L 万方数据 PDF Watermark R
6、emover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【2 4 】3 6 8 2 0 0 j 年1 0 月 为电流强窿( A ) 。 一般来说，纱线的体积比电阻小于1 0 ”n - c m ， 即具有较好的抗静电性L l 】。 地毯电阻率根据1 4 1 0 一7 8 用同轴三电极系 统来测量：用图3 装置，两电极板的距离为5 0 8 c r r = 将电极板垂直插入地毯中，测试两电极板问 的电流： 2 纺纱工艺研究 2 ，1 原料 以毛型腈纶为主体加入一定量的腈纶导电纤 维：纱线中导电纤维的含量为2 2 、4
7、4 和6 6 三个档次= 2 2 生产工艺 黧i ：鬻瞄黝纱一鼢撇毯 22 1 纱线细度纱线细度为3 1 2 ，5 x 。 22 2尘笼转速与纺纱速度H J 尘笼转速为 3 2 0 0 r “n ，纺纱速度为7 5 m m i n 。 2 23 蒯辊速度F s 3 型摩擦纺纱机配有三档不 同的刺辊转速供选用：4 8 1 0 r r n i n 、3 6 8 0 r n n 、 2 9 9 0 r ，m n 。我们选用3 6 8 0 r 缸n 。 2 24 尘笼间隔距尘笼间隔距为O 2 n 。 3 实验结果分析 纺纱实验方案如表1 表1 纺纱宴验方案 导电纤茁 A ( 22 )B ( 44 )c
8、 ( 66 ) 在纱线中的位趴 纱芯 全截面 纱表面 A l A 2 A 3 B 1 B 3 C 1 c 2 c 3 3 1 纱线的抗静电性 3 1 1 纱线电晕放电能力的测定测试数据见图 4 、5 ： 分析实验结果，得出如下结论： ( 1 ) 从图4 、5 可看出，电晕放电能力随着纱线 中导电纤维古量的增加而增大。 ( 2 ) 在导电纤维含量相同时，以导电纤维分布 在纱线表面的电晕放电能力蹑大。因为当导电纤维 分布于纱线表面时，一束纱线横截面中的导电纤维 组成一个导电网，如图6 ( c ) 。这种网状结构对纱线 束的导电性十分有利。在纱轴方向形成良好的导电 网，在三维结构上导电。 当导电纤n
9、 维含量较少：。 时，且均匀分埘6 布于纱内，如， 图6 ( b ) ，就可 能使导电纤维 在纱中“断 路”，如图7 ，影。 响其导电嵫” 能。当导电纤掣t 维分布于纱芯1 6 时，一束纱线； 横截面中，导 三凄 i 三誓坚 f。I 一 电纤维周围的 豳5 纱线与电撅板垂直时放电能力 器嚣j ( a ) 包芯( b ) 均匀( c ) 表而 圈6 导电纤维在纱4 - 的币i 司分布 面积远大于导电纤维位于 纱的表面纤维周围的面 积，其导电性能较差。 ( 3 ) 含导电纤维的纱 线，导电率远大于不含导 电纤维的纱线。以导电纤 维分布于纱线表面为例， 当导电纤维为22 、4 4 和6 6 时， 如
10、果纱线平行电 极板，其电晕放 电能力比无导电 纤维的纱线分别 高出2 7 倍、3 7 。5 倍和5 1 5 倍；如 果纱线垂直电极 板放置，则比无 圈7 导电纤维在纱中“断路 囤8 纱线的体积比电礤与 导I 乜纤维含量的戈系 导电纤维的纱线分别高出7 2 ，5 倍、1 0 8 倍和】8 65 倍。 3l2 纱线导电能力的测定数据见图8 ， 从图8 看出，含有导电纤维纱线的体积比电阻 都远小于1 0 1 0 Q m 1 约为1 0 3 n m i 左右，具有非常 好的导电性，符合防触电安全性的要求。导电纤维 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase f
11、rom www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织学报第二十二卷第走期 图9 地毯的鼓电能力和纱线中导电纤维含蹙的关系 含量小于4 4 时，体积比电阻随导电纤维含量的 增加而急剧降低；导电纤维含量大于4 4 时，体积 比电阻随导电纤维含量的增加而变化不多。说明导 电纤维含量在44 左右即可。 32 地毯的抗静电性 3 21 地毯电晕放电能力的测定数据如图9 。 从图9 看出，地毯的电晕放电能力和纱线的规 律相同：当导电纤维分布在纱线表面时地毯的电晕 放电能力最强。 3 22 地毯导电能力的测定数据如图1 0 。 从图】o 看出，地毯导电强弱的规律同
12、纱线完全 相同，而导电纤维分布在纱线表面的地毯导电能力 比另外两种强得多。 4 结论 l 导电纤维对纱线和地毯的导电性影响很大， 纱线中的导电纤维含量越多，则纱线和地毯的抗静 ( 上接第2 0 页) 因为E M 改性丙纶的电磁屏蔽机理是以反射损耗为 主的，材料的相对电导率越高，其屏蔽效果越好。随 着无机粒子含量的增加，共混体系逐步形成导电网 络，其电导率逐渐增加，而一旦导电网络形成后，其 导电率不再有明显的变化。因而，无机粒子含量在 5 左右即可达到最佳的电磁屏蔽效果。 3 结论 1 无机粒子与聚丙烯共混纺丝，在2 3 5 的纺 丝温度和4 0 0 n 1 I 证n 的纺丝速度下，热稳定性良好
13、， 无机粒子的含量在不高于5 的情况下，纺丝性能 良好 2 随着无机粒子含量的增加，纤维的取向度、 力学性能有所下降，但不影响其使用性能。 3 改性纤维具有良好的电磁屏蔽性能，其屏蔽 1 8 丢1 5 鬈惶 9 B 3 O 3 6 9 f 2 5 】 田1 0 地毡的导电能力和导电纤维含量的关系 电性能越好。 2 在纱线中的导电纤维含量相同时，导电纤维 分布在纱线表面的纱线的抗静电性能最好，其次是 导电纤维均匀分布在纱线上，导电纤维分布在纱线 中间的纱线的抗静电性能最差。 3 我们研制的抗静电地毯具有良好的导电性 能，能够充分发挥导电纤维的作用，即使在导电纤维 含量为2 2 时，地毯的导电性也
14、足以满足各种场 合的要求。导电纤维的含量以不超过4 4 为宜。 参考文献 L l ：高绪珊等，导电纤维及抗静电纤维，纺织工业出版社，1 9 9 1 2 P 6 。4 6 2 JJB 0 y d ，DB L 工】g i n1 h eR e ( 1 L l c n 。fs t a c l cE I 钾t n n 髓c l 。n b yI n c 。r p 。埠t i l l gv i s c 。s eR a y o nC m lr a mc a r b 。n J 。u r n a Io f1 c x 埘e I n S 叭u t e ，1 9 5 7 4 8 ，6 6 ：3 1JwsH e 州e 。
15、T kd 刚n c 丑lr e s l s t a I 】f 1e ) 【t l I e n 】a t c m k ，J T I 4 j J 9 5 2 ：1 9 4 2 2 3 。4 狄剑锋等：新型纺纱产品开发北京：纺织工业出版社，1 9 9 8 7 ：1 8 9 1 9 S 效果以反射损耗为主。 4 随着无机粒子含量的增加。电磁屏蔽效果增 强，在1 0 1 0 0 0 M z 频率范围内，屏蔽效果达到 1 0 d B 以上。 5 当无机粒子含量达到5 左右时，屏蔽性能 的增长趋势趋于缓和。为了达到屏蔽性能和力学性 能的和谐统一，可将无机粒子的含量控制在5 左 十 仙。 参考文献 I 张兴祥
16、：射线防护织物与防护服的研究现状，产业用纺织品， 1 2 ( 1 ) ：2 5 2 8 2 杜仕国等：电磁屏蔽导电复台材料，兵器材料科学与工程 1 9 9 9 ( 6 ) ：6 1 6 6 1 3 s K n a g a w a ，s h u n l c “；K 叫鲫，Y a u ；u r a k ， “l ；L h l d u c 【l v e p a p c Hc 。f l t m n I n gm e t a 】I z e dp d y e sc e rf i b e 玮f o rd e c t m m a 目1 e I 】cl n 1 e r f 晰n c es n l d 也I 】g JO fP 。舢M a t e n d 1 9 9 9 ( 3 ) ：1 8 5 1 9 0 i 4 jJ P 0 8 0 4 6 5A 2 ( 1 9 9 9 ) 5 1 董纪震等编：台成纤维生产工艺学( 第二版) 下册，北京：纺织 工业出版社1 9 9 6 ：1 8 。谭橙庭等：屏蔽E M l 用导电性高分子复台材料材料 鞋， 1 9 9 S ( 5 ) ：6 9 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark