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 alto rendimento tessuti ritardanti, che sono ampiamente utilizzati negli indumenti protettivi industriali e in altri campi.
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 attireranno gli elettroni di valenza dai materiali con bassa elettronegatività per spostarsi o trasferirsi verso di essi, con il risultato che alcuni materiali trasportano cariche positive e altri trasportano cariche negative. Il processo di generazione di una carica elettrica in un materiale è chiamato elettrificazione. A causa delle 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 si chiama carica statica. La carica dei materiali e il comportamento che ne deriva sono chiamati fenomeni elettrostatici.
Durante la produzione, la lavorazione e l'utilizzo delle fibre e dei loro prodotti, viene generata elettricità statica a causa di fattori quali attrito, stiramento, compressione, desquamazione, induzione di campo elettrico e asciugatura con aria calda.
Pericoli dell'elettricità statica
1. Influisce sulla prestazione degli indumenti
L'elettricità statica generata da indumenti realizzati con materiali diversi può far sì che gli indumenti si impiglino tra loro, rendendoli scomodi da indossare. Gli indumenti in fibra chimica, a causa della forte elettricità statica, tendono ad assorbire particelle di polvere con cariche diverse nell'aria, che possono facilmente contaminare gli indumenti; 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 conduttori come il metallo o si stringono la mano a persone, provocando una fastidiosa sensazione di scossa elettrica.
2. Causare incidenti
Quando le persone indossano indumenti che raccolgono cariche elettrostatiche, tali cariche filtrano attraverso minuscoli spazi nell’aria per creare scintille intorno a loro. Queste scintille hanno energia sufficiente per innescare o addirittura innescare esplosioni nei gas infiammabili ed esplosivi nelle vicinanze. Incidenti come persone che indossano abiti causano incidenti quando vengono fatti esplodere barili di benzina o le stanze di anestesia con etere negli ospedali prendono fuoco; polvere, nelle fabbriche che prendono fuoco; ed è stata osservata elettricità statica che ha portato a guasti al paracadute e ha provocato vittime.
3. Influisce sulla salute umana
L’impatto dell’elettricità sul corpo umano rimane poco chiaro a molte persone. Esistono diverse convinzioni sui suoi effetti, come l'aumento della pressione sanguigna o l'innesco della deplezione di calcio nel flusso sanguigno e la conseguente comparsa di allergie cutanee tra le possibilità. Tuttavia, è evidente che la considerazione dell’elettricità nei materiali utilizzati per la ricerca sugli organi artificiali ha suscitato un notevole interesse a causa delle sue potenziali implicazioni per la salute umana.
4. Impatto sulla qualità dei prodotti tessili
Quando le fibre si allentano nel processo di separazione l'una dall'altra a causa dell'elettricità nell'ambiente operativo del macchinario, trovano la loro strada verso i telai della macchina e le tubazioni tra le altre aree in modo non uniforme, causando così uno spessore irregolare nello strato di fibra prodotta oltre a rimanere impigliate nei rulli di pressione e altre parti di macchinari che rendono difficile il corretto svolgimento della produzione. Nella fase di cernita della produzione le fibre caricate tendono ad impigliarsi nei componenti della macchina interrompendo il processo produttivo e portando al 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 viene solitamente creata in due modi. Attraverso il contatto e l'induzione da parte dell'elettricità statica esistente stessa, produce un maggiore accumulo di carica statica. Pertanto, antistatico indica la capacità dei materiali statici di diminuire il trasferimento di carica, risultando in una struttura meno statica che riduce al minimo l'attrito o il contatto con gli oggetti e quindi ottenendo un effetto antistatico. Le solite tecniche impiegate includono le opzioni.
1. Migliorare l'idrofilicità delle fibre.
L'acqua è eccellente nel condurre elettricità perché quando la fibra o il tessuto sono bagnati con una certa quantità di acqua consente alla carica di disperdersi rapidamente attraverso l'acqua presente su di esso riducendo così la probabilità di accumulo di elettricità statica a causa dell'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; invece, annulla le cariche superficiali.
3. Scarica corona
Il metodo della scarica corona prevede il reindirizzamento dell'elettricità dai tessuti senza la necessità di metterli a terra, utilizzando vari tipi di fibre conduttive come fibre metalliche e fibre a base di carbonio o applicando rivestimenti conduttivi come il nero di carbonio, sullo strato esterno delle fibre sintetiche o creando una filatura composita di carbonio- composti a base metallica o metallici con polimeri formatori di fibre per generare fibre composite di materiale conduttivo.
Metodi antistatici tessili
Le tecniche comunemente impiegate nella produzione del mondo 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 che consiste nel ridurre la resistenza delle fibre e migliorare la conduttività delle fibre.
In genere, ci sono tre approcci per affrontare l’elettricità statica nel settore tessile. Un metodo prevede l'applicazione di agenti di finissaggio statici sul tessuto.
La tecnica successiva prevede il potenziamento delle fibre attraverso l'innesto di materiali e la loro combinazione con altre fibre idrofile.
Le fibre conduttive miste o intrecciate rappresentano il tipo di materiale utilizzato in questo contesto. Queste fibre funzionano migliorando la capacità del tessuto di trattenere l'umidità e favorendo il rilascio di elettricità statica.
Nelle impostazioni o dopo diversi lavaggi in lavatrice l'effetto del trattamento potrebbe non durare a lungo o fare una notevole differenza; Il terzo approccio può affrontare in modo efficace e continuativo il problema dell’elettricità statica nei tessuti ed è adatto a tipi specifici 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, questi possono essere classificati in formulazioni antistatiche, varietà metalliche e fibre conduttive antistatiche a base di nero di carbonio; Anche le fibre conduttive a base polimerica e le fibre antistatiche di ossido di metallo su scala nanometrica sono esempi.
1. Formulazione antistatica: fibre antistatiche e conduttive
Il processo di incorporazione di fibre statiche e conduttive nelle formulazioni antistatiche è semplice e non altera in modo significativo le caratteristiche intrinseche della resina. Questa integrazione facilita la creazione di uno strato sulla superficie del materiale che ne abbassa efficacemente la resistività superficiale e dissipa rapidamente l'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 il metodo di trafilatura diretta che prevede di tirare ripetutamente il filo metallico attraverso uno stampo per allungarlo. In questo processo vengono comunemente utilizzate leghe come acciaio, rame e alluminio insieme a metalli preziosi come oro e argento. Un altro approccio è il metodo di taglio in cui il metallo viene tagliato in filamenti e combinato con fibre regolari per creare tessuti conduttivi.
3. Fibre antistatiche e conduttive a base di nero di carbonio
I materiali inorganici come il nerofumo e il grafene sono 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 visti come isolanti; tuttavia, l’introduzione dei materiali in poliacetilene negli anni ’70 ha messo in discussione questa nozione. Da allora sono stati scoperti altri materiali conduttivi a base polimerica, come la polianilina, che hanno portato a un'impennata della ricerca che esplora la conduttività delle sostanze polimeriche.
5. Fibre antistatiche e conduttive di ossido di metallo su scala nanometrica
Le proprietà di luce e trasparenza delle polveri di ossido di metallo possono creare fibre antistatiche di colore chiaro e di aspetto molto chiaro. Tra i modi per realizzare fibre conduttive oggi disponibili, questo metodo si distingue perché è trendy e pieno di 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 necessaria una dimensione delle particelle piccola; Alta resistività |
| fibra di carbonio | Ha un'eccellente resistenza alla corrosione e resistenza alle radiazioni; Elevata resistenza e alto modulo; Alta resistività e lavorazione difficile |
| argento | Proprietà stabili e bassa resistività; Problema relativo al prezzo elevato e alla 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, piccola dimensione 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'uso 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 classificato 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 composite per lo stesso scopo.
3. Fibre conduttive intarsiate o miste
Negli anni '60 furono introdotte le fibre conduttive. Dapprima come fibre conduttive organiche rivestite di nerofumo e successivamente come fibre rivestite di metallo, invece in superficie. Le caratteristiche meccaniche di queste fibre metallizzate differiscono notevolmente dalle fibre normali, il che rende la loro miscelazione più impegnativa e spiega perché non sono comunemente utilizzate.
4. Produzione di UNantistatico Fabrics
Wrequisiti di udibilità e progettazione dei tessuti antistatici
I tessuti antistatici devono soddisfare i propri standard di funzionalità statica rispettando allo stesso tempo l'aspetto e le specifiche tipiche dei normali materiali per l'abbigliamento. Questi tessuti antistatici vengono solitamente impiegati in ambienti che richiedono proprietà antistatiche come operazioni aerospaziali o settori come l'estrazione di petrolio 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 ai tessuti più densi.
Metodo di produzione del tessuto antistatico
Utilizzo della creazione di tessuto antistatico come caso di studio per illustrare il processo di produzione del tessuto antistatico.
Il processo di creazione della fibra acrilica statica comporta in genere la modifica della fibra acrilica per renderla antistatica attraverso vari metodi come il trattamento della superficie della fibra e la miscelazione con altri materiali o prodotti chimici, come la filatura di compositi 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 relativi tessuti.
2. Metodo di modifica della fusione
Incorporando una quantità di materiale conduttivo come nero di carbonio o ossido di metallo 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; è tuttavia necessario che l'agente antistatico aggiunto possieda specifiche caratteristiche di stabilità termica e sia compatibile con la fibra, durante la lavorazione.
3. Metodo della modificazione chimica dell'ontologia
Incorporando monomeri durante la produzione di materiale copolimerico acrilico e impegnandosi in reazioni di copolimerizzazione per creare fibre acriliche idrofile si migliorano le 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 mediante filatura composita corrono continuamente lungo la direzione longitudinale e rilasciano facilmente le cariche accumulate. Diverse configurazioni composite sono costituite da design del nucleo della pelle. Strutture circolari a punto singolo o multiplo e formazioni a sandwich.
5. Metodo di riempimento in materiale conduttivo
Nel processo di filatura, sullo strato centrale conduttivo risiedono materiali conduttivi e fibre per una migliore conduttività appositamente aggiunti alla soluzione di filatura delle fibretel, dal processo di filatura del composito stesso.
5. Test delle prestazioni di Anti–Tessili statici
Parametri di prestazione elettrostatica e relativi standard dei tessili
Il test dell'elettricità implica l'esame di vari aspetti come l'identificazione di potenziali fonti di pericoli legati all'elettricità statica e la valutazione delle proprietà dell'elettricità statica di materiali e prodotti, oltre alla valutazione della sensibilità dei materiali infiammabili ed esplosivi agli effetti dell'elettricità statica. Gli standard che regolano le proprietà dei tessili comprendono linee guida, come la serie GB/T 12703 e 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 grossolanamente 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 test 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. Esplorando il tessuto antistatico ignifugo BEGOODTEX
I tessuti BEGOODTEX possiedono proprietà statiche che si ottengono utilizzando particolari tecniche studiate per i tessili per prevenire l'accumulo di elettricità statica integrando fibre conduttive o applicando antistatico trattamenti. Questo approccio aiuta a scaricare le cariche e a ridurre al minimo la probabilità di scintille che potrebbero innescare materiali infiammabili o danneggiare parti elettroniche delicate.
Tessuti ignifughi BEGOODTEX non solo hanno proprietà antistatiche, ma sono anche sottoposti a trattamenti con prodotti chimici ritardanti di fiamma all'avanguardia per soddisfare efficacemente le normative di sicurezza. Ciò comporta l'applicazione di ritardanti di fiamma durevoli alle fibre di cotone e ai tessuti in cui sono tessute, garantendo il mantenimento della resistenza al fuoco pertel50 lavaggi.
Le caratteristiche ignifughe e antistatiche dei tessuti BEGOODTEX li rendono ideali per usi come indumenti da lavoro protettivi nelle industrie in cui i rischi di incendio e l'elettricità statica rappresentano preoccupazioni significative. Questi tessuti versatili offrono protezione per i lavoratori e svolgono un ruolo cruciale nel sostenere gli standard di sicurezza sul posto di lavoro.
