Compreendendo fibras condutoras antiestáticas e têxteis

Resumo. Este artigo discute principalmente os princípios e métodos de materiais têxteis antiestáticos, apresenta os tipos e métodos de produção de fibras antiestáticas, bem como os métodos de produção e padrões de teste de tecidos antiestáticos. BEGOODTEX fornece chama antiestática de alto desempenho tecidos retardadores, que são amplamente utilizados em roupas de proteção industrial e outros campos.

1. Visão geral

Mecanismo de Geração de Eletricidade Estática

A atração dos elétrons da camada de valência (conhecida como eletronegatividade) varia dependendo dos átomos que constituem os materiais têxteis. Materiais com alta eletronegatividade atrairão elétrons de valência de materiais com baixa eletronegatividade para se moverem ou se transferirem em direção a eles, resultando em alguns materiais carregando cargas positivas e outros carregando cargas negativas. O processo de geração de carga elétrica em um material é denominado eletrificação. Devido a diferentes condições e ambientes, cargas na superfície dos materiais podem ser geradas ou dissipadas. Ao atingir o equilíbrio, se o material não for eletricamente neutro, a carga transportada é chamada de carga estática. A carga dos materiais e o comportamento resultante são chamados de fenômenos eletrostáticos.

Durante a produção, processamento e uso de fibras e seus produtos, a eletricidade estática é gerada devido a fatores como fricção, alongamento, compressão, descascamento, indução de campo elétrico e secagem por ar quente.

Perigos da eletricidade estática

1. Afeta o desempenho do uso de roupas

A eletricidade estática gerada por roupas feitas de diferentes materiais pode fazer com que as roupas se enrosquem umas nas outras, tornando seu uso inconveniente. As roupas de fibra química, devido à forte eletricidade estática, são propensas a absorver partículas de poeira com diferentes cargas no ar, o que pode facilmente contaminar as roupas; Roupas sintéticas também são particularmente propensas a absorver caspa. O uso de roupas sintéticas gera alta tensão estática devido ao atrito, que pode descarregar ao tocar objetos condutores, como metal, ou apertar a mão de pessoas, resultando em uma sensação desconfortável de choque elétrico.

2. Causar acidentes

Quando as pessoas usam roupas que acumulam cargas estáticas, essas cargas penetram em pequenas aberturas no ar e criam faíscas ao seu redor. Essas faíscas têm energia suficiente para detonar ou até mesmo desencadear explosões de gases inflamáveis ​​e explosivos próximos. Incidentes como pessoas vestindo roupas causando acidentes quando barris de gasolina são detonados ou salas de anestesia com éter em hospitais pegam fogo; poeira, em ignição em fábricas; e eletricidade estática levando a falhas de pára-quedas e resultando em vítimas foram observadas.

3. Afeta a saúde humana

O impacto da eletricidade no corpo humano permanece obscuro para muitas pessoas. Existem diversas crenças sobre seus efeitos, como o aumento da pressão arterial ou o desencadeamento da depleção de cálcio na corrente sanguínea e o surgimento de alergias cutâneas, entre as possibilidades. No entanto, é evidente que a consideração da electricidade nos materiais utilizados para a investigação de órgãos artificiais tem suscitado um interesse significativo devido às suas potenciais implicações para a saúde humana.

4. Impacto na qualidade dos produtos têxteis

Quando as fibras se soltam no processo de separação umas das outras devido à eletricidade no ambiente de operação da máquina, encontram seu caminho para estruturas de usinagem e tubulações, entre outras áreas, de maneira desigual, causando espessura irregular na camada de fibra produzida, além de ficarem emaranhadas com rolos de pressão e outras peças de máquinas, dificultando o bom andamento da produção. Na fase de triagem da produção, as fibras carregadas têm tendência a se enroscarem nos componentes da máquina, interrompendo o processo de fabricação e levando à liberação de poeira de fibra curta no ar, resultando em contaminação.

2. Princípios e métodos antiestáticos de materiais têxteis

Princípio Antiestático de Materiais Têxteis

A eletricidade estática geralmente é criada de duas maneiras. Através do contato e da indução pela própria eletricidade estática existente, produz mais acúmulo de carga estática. Portanto, antiestático indica a capacidade dos materiais estáticos de diminuir a transferência de carga, resultando em menos construção estática, minimizando o atrito ou o toque com os itens e, portanto, obtendo um efeito antiestático. As técnicas usuais empregadas incluem as opções.

1. Melhorar a hidrofilicidade das fibras.

A água é excelente na condução de eletricidade porque quando a fibra ou o tecido são molhados com uma quantidade de água, permite que a carga se disperse rapidamente através da água presente, reduzindo assim a probabilidade de acumulação de eletricidade estática devido à elevada capacidade de absorção de humidade da fibra.

2. Método de neutralização de carga

O processo de neutralização de carga inclui misturar duas substâncias com cargas opostas em uma escala para equilibrar as cargas, com polaridades variadas, sem eliminá-lastel; em vez disso, anula as cargas superficiais.

3. Descarga corona

O método de descarga corona envolve o redirecionamento da eletricidade dos tecidos sem a necessidade de aterrá-los, usando vários tipos de fibras condutoras, como fibras metálicas e fibras à base de carbono, ou aplicando revestimentos condutores, como negro de fumo, na camada externa das fibras sintéticas ou criando fiação composta de carbono- compostos à base de metal ou com polímeros formadores de fibras para gerar fibras compósitas de material condutor.

Métodos Antiestáticos Têxteis

As técnicas comumente empregadas na produção do mundo real para evitar a eletricidade incluem principalmente o aumento dos níveis de umidade do ambiente e o aumento da condutividade dos materiais de fibra, sendo a abordagem fundamental diminuir a resistência da fibra e aumentar a condutividade da fibra.

Normalmente, existem três abordagens para lidar com a estática nos têxteis. Um método envolve a aplicação de agentes de acabamento estáticos ao tecido.

A próxima técnica inclui realçar as fibras através do enxerto com materiais e combiná-los com outras fibras hidrofílicas.

Fibras condutoras misturadas ou tecidas representam o tipo de material utilizado neste contexto. Essas fibras atuam aumentando a capacidade do tecido de reter umidade e promovendo a liberação de eletricidade estática.

Nas configurações ou após várias lavagens na máquina de lavar, o efeito do tratamento pode não durar muito ou fazer uma diferença notável; A terceira abordagem pode resolver de forma eficaz e contínua a questão da eletricidade estática nos tecidos e é adequada para tipos específicos de vestuário funcional, como uniformes antiestáticos.

3. Produção de Fibras Antiestáticas e Condutivas

Tipos de fibras antiestáticas e condutoras

Com base na categorização dos materiais utilizados nas fibras, eles podem ser classificados em formulações antiestáticas, variedades metálicas e fibras condutoras antiestáticas à base de negro de fumo; Fibras condutoras à base de polímero e fibras antiestáticas de óxido metálico em nanoescala também são exemplos.

1. Formulação antiestática: Fibras antiestáticas e condutoras

O processo de incorporação de fibras estáticas e condutoras em formulações antiestáticas é simples e não altera significativamente as características inerentes da resina. Esta integração facilita a criação de uma camada na superfície do material que reduz eficazmente a sua resistividade superficial e dissipa rapidamente qualquer eletricidade estática acumulada.

2. Fibras antiestáticas e condutoras à base de metal

Esta variante de fibra é produzida explorando a condutividade dos metais usando técnicas como o método de trefilação direta, que envolve puxar repetidamente o fio metálico através de um molde para alongá-lo. Ligas como aço, cobre e alumínio, juntamente com metais preciosos, como ouro e prata, são comumente empregadas neste processo. Outra abordagem é o método de corte onde o metal é cortado em filamentos e combinado com fibras regulares para criar têxteis condutores.

3. Fibras antiestáticas e condutoras à base de negro de fumo

Materiais inorgânicos como negro de fumo e grafeno são frequentemente usados ​​por suas propriedades estáticas e condutoras na fabricação de fibras condutoras por meio de processos como aplicação de método de dopagem ou tratamento de carbonização de fibra.

4. Fibras poliméricas antiestáticas e condutoras

Os materiais poliméricos são normalmente vistos como isolantes; no entanto, a introdução de materiais de poliacetileno na década de 1970 desafiou esta noção. Desde então, outros materiais condutores à base de polímeros, como a polianilina, foram descobertos, levando a um aumento nas pesquisas que exploram a condutividade de substâncias poliméricas.

5. Fibras antiestáticas e condutoras de óxido metálico em nanoescala

As propriedades de luz e transparência dos pós de óxido metálico podem criar fibras antiestáticas de cor clara e aparência muito clara. Dentre as formas de fazer fibras condutoras que existem hoje, esse método se destaca, por ser moderno e cheio de potencial.

Produção de fibras antiestáticas e condutoras

1. Acabamento antiestático

As fibras antiestáticas podem ser produzidas usando duas técnicas de fabricação que envolvem o uso de agentes antiestáticos para categorizar as fibras. O método antiestático externo e o método antiestático interno.

A abordagem antiestática externa envolve a aplicação de um agente antiestático nas superfícies das fibras, conhecido como método de acabamento superficial, que pode ser categorizado em métodos de acabamento antiestático temporário e durável.

A implementação de um método para prevenir a eletricidade estática envolve a adição de um agente antiestático dentro da fibra.

2. Modificação química de fibras

Na maioria dos casos, são utilizadas reações químicas para modificar as fibras têxteis, a fim de produzir fibras estáticas. O primeiro método envolve alterações químicas para criar fibras estáticas, enquanto o segundo método envolve técnicas de mistura ou compósitos para o mesmo propósito.

3. Fibras condutoras incrustadas ou misturadas

Na década de 1960, foram introduzidas fibras condutoras. Inicialmente como fibras condutoras orgânicas revestidas com negro de fumo e posteriormente como fibras revestidas com metal, na superfície. As características mecânicas destas fibras metalizadas diferem notavelmente das fibras normais, o que torna a sua mistura mais desafiadora e explica por que não são comumente utilizadas.

4. Produção de UMantiestático Fabricos

Crequisitos de audição e design de tecidos antiestáticos

Os têxteis antiestáticos precisam cumprir os seus padrões de funcionalidade estática, ao mesmo tempo que aderem à aparência e às especificações típicas dos materiais de vestuário normais. Esses têxteis antiestáticos são geralmente empregados em ambientes que exigem propriedades antiestáticas, como operações aeroespaciais ou indústrias como extração de petróleo de defesa, mineração e saúde. Eles são comumente utilizados como itens, na vida cotidiana. Como resultado, a estrutura do design têxtil deve priorizar tecidos mais densos.

Método de produção de tecido antiestático

Utilizando a criação de tecido antiestático como estudo de caso para ilustrar o processo de fabricação de tecido antiestático.

O processo de criação de fibra acrílica estática normalmente envolve a modificação da fibra acrílica para ser antiestática por meio de vários métodos, como tratamento da superfície da fibra e mistura com outros materiais ou produtos químicos, como fiação de compósitos e adição de materiais condutores para recheios.

1. Método de tratamento de superfície de fibra

Ao tratar fibras para reduzir o acúmulo de eletricidade na camada superficial, normalmente envolve o uso de sais metálicos condutores ou surfactantes conhecidos como agentes antiestáticos por meio de métodos como pulverização ou revestimento das fibras e seus tecidos.

2. Método de modificação de mistura

Ao incorporar uma quantidade de material condutor, como negro de fumo ou óxido metálico, na fibra acrílica e misturá-lo com a solução de fibra acrílica, obtém-se uma fibra acrílica antiestática de longa duração. Esta fibra antiestática específica demonstra um impacto estático duradouro; entretanto, o agente antiestático adicionado precisa possuir características específicas de estabilidade térmica e ser compatível com a fibra durante o processamento.

3. Método de modificação química de ontologia

Ao incorporar monômeros durante a produção de material de copolímero acrílico e ao participar de reações de copolimerização para criar fibras acrílicas hidrofílicas, aumenta a capacidade de absorção de umidade do produto final e confere propriedades antiestáticas às fibras acrílicas.

4. Método de fiação composta

Os elementos condutores dentro das fibras condutoras feitas através da fiação composta correm continuamente ao longo da direção longitudinal e liberam facilmente as cargas acumuladas. Diferentes configurações compostas consistem em designs de núcleo de pele. Estruturas circulares de ponto único ou múltiplo, bem como formações em sanduíche.

5. Método de enchimento de material condutor

No processo de fiação, a camada central condutora reside em materiais condutores e fibras para maior condutividade, adicionados propositalmente à solução de fiação de fibrateldo próprio processo de fiação composta.

5. Teste de desempenho do Anti–Têxteis estáticos

Parâmetros de desempenho eletrostático e padrões relacionados de têxteis

O teste de eletricidade envolve o exame de vários aspectos, como a identificação de fontes potenciais de perigos de eletricidade estática e a avaliação das propriedades da eletricidade estática de materiais e produtos, juntamente com a avaliação da sensibilidade de materiais inflamáveis ​​e explosivos aos efeitos da eletricidade estática. As normas que regem as propriedades dos têxteis abrangem diretrizes, como a série GB/T 12703 e FZ/T 01059, entre outras.

Método de teste para propriedades eletrostáticas de têxteis

Os métodos de teste para carga elétrica de fibras ou tecidos podem ser divididos em duas categorias: análise qualitativa e análise quantitativa. A análise qualitativa pode observar a presença de faíscas de descarga, choques elétricos, sons de descarga e atração (adesão de poeira, contaminação e emaranhamento no corpo).

Os métodos básicos de teste incluem: método de meia-vida de tensão estática, método de tensão carregada por fricção, método de densidade de superfície de carga, método de tensão estática dinâmica, método de quantidade de carga e método de resistividade.

6. Explorando o tecido antiestático retardador de chama BEGOODTEX

Os tecidos BEGOODTEX possuem propriedades estáticas que são obtidas usando técnicas específicas adaptadas para têxteis para evitar o acúmulo de eletricidade estática através da integração de fibras condutoras ou da aplicação antiestático tratamentos. Essa abordagem ajuda a descarregar cargas e a minimizar a probabilidade de faíscas que podem desencadear materiais inflamáveis ​​ou danificar peças eletrônicas delicadas.

Tecidos retardadores de chama BEGOODTEX não apenas possuem propriedades antiestáticas, mas também são submetidos a tratamento com produtos químicos retardadores de chama de última geração para atender aos regulamentos de segurança de maneira eficaz. Isso envolve a aplicação de retardadores de chama duradouros às fibras de algodão e aos tecidos em que são tecidos, garantindo que a resistência ao fogo seja mantida portel50 lavagens.

As características retardadoras de chama e antiestáticas dos tecidos BEGOODTEX os tornam ideais para usos como vestuário de proteção em indústrias onde os riscos de incêndio e a eletricidade estática são preocupações significativas. Estes têxteis versáteis oferecem salvaguardas aos trabalhadores e desempenham um papel crucial na manutenção dos padrões de segurança no local de trabalho.