Antistatička vlakna
Antistatička vlakna su kategorija hemijskih vlakana koja ne akumuliraju lako statičko naelektrisanje. Pod standardnim uslovima, antistatička vlakna moraju imati zapreminski otpor manji od 10¹⁰Ω·cm ili vrijeme poluraspada statičkog naelektrisanja kraće od 60 sekundi.
1 Funkcije antistatičnih vlakana…
Antistatička vlakna
Antistatička vlakna su vrsta hemijskih vlakana koja ne akumuliraju lako statičko naelektrisanje. Pod standardnim uslovima, antistatička vlakna moraju imati zapreminski otpor manji od 10¹⁰Ω·cm ili vrijeme poluraspada statičkog naelektrisanja kraće od 60 sekundi.
1 Funkcije antistatičnih vlakana
1.1 Uzroci i opasnosti statičkog elektriciteta u tekstilnim materijalima
Tekstilni materijali su uglavnom električni izolatori sa relativno visokim specifičnim otporom, posebno sintetička vlakna sa niskom apsorpcijom vlage kao što su poliesterska, akrilna i polivinilhloridna vlakna. Tokom obrade tekstila, bliski kontakt i trenje između vlakana ili vlakana i dijelova mašina uzrokovat će prijenos naboja na površini predmeta, čime se stvara statički elektricitet.
Statički elektricitet može imati mnogo negativnih efekata. Na primjer, vlakna istog naboja se međusobno odbijaju, a vlakna različitog naboja privlače dijelove mašina, što uzrokuje paperjanje vlakana, povećanu dlakavost pređe, loše oblikovanje namotaja, lijepljenje vlakana za dijelove mašina, povećano lomljenje pređe i raspršene pruge na površini tkanine. Nakon što se odjeća nabije, lako se prašina upija i prlja, a može doći do zapetljavanja između odjeće i ljudskog tijela ili između odjeće i odjeće, pa čak i do stvaranja električnih varnica. U težim slučajevima, statički napon može doseći nekoliko hiljada volti, a varnice nastale pražnjenjem mogu uzrokovati požare s ozbiljnim posljedicama.
1.2 Metode za rješavanje statičke interferencije sintetičkih vlakana tkanina
Postoje različite metode za davanje sintetičkim vlaknima i njihovim tkaninama trajnih antistatičkih svojstava. Na primjer, hidrofilni polimeri ili provodljivi polimeri niske molekularne težine mogu se dodati tokom polimerizacije ili predenja sintetičkih vlakana; tehnologija kompozitnog predenja može se koristiti za proizvodnju kompozitnih vlakana s hidrofilnim vanjskim slojem. U procesu predenja, sintetička vlakna mogu se miješati s vlaknima s jakom higroskopnošću ili se vlakna s pozitivnim i vlakna s negativnim nabojima mogu miješati prema potencijalnom nizu. Trajna hidrofilna pomoćna završna obrada također se može primijeniti na tkanine.
2 vrste antistatičnih vlakana
2.1 Vlakna s dodanim surfaktantom
Da bi se pripremila vlakna s relativno trajnim antistatičkim efektima, surfaktanti se često dodaju u predivo za miješano predenje. Nakon formiranja vlakana, surfaktanti će kontinuirano migrirati i difundirati iz unutrašnjosti vlakna na površinu zbog svojih vlastitih karakteristika, kako bi se postigao antistatički efekat. Postoje i metode kao što je fiksiranje surfaktanata na površinu vlakana pomoću ljepila ili njihovo umrežavanje u filmove na površini vlakana, a efekat je sličan nanošenju antistatičkog laka četkom na plastičnu površinu.
Antistatički učinak takvih vlakana usko je povezan s vlažnošću okoline. Kada je vlažnost visoka, vlaga može poboljšati ionsku provodljivost surfaktanta, a antistatičke performanse se značajno poboljšavaju; u suhim okruženjima, učinak će biti oslabljen.
2.2 Mješavina, kopolimerizacija i modifikacija kalemljenja antistatičkih vlakana
Suština ove vrste antistatičkih vlakana je modifikacija polimera koji formira vlakna i poboljšanje higroskopnosti vlakana dodavanjem hidrofilnih monomera ili polimera, čime se vlaknu daju antistatička svojstva. Pored toga, bakar sulfat se može pomiješati s akrilnim predivom, a nakon predenja i koagulacije, tretira se redukcijskim sredstvom koje sadrži sumpor, što može poboljšati efikasnost proizvodnje i trajnost provodljivih vlakana. Pored uobičajenog miješanog predenja, postepeno se pojavila metoda dodavanja hidrofilnih polimera tokom polimerizacije radi formiranja mikro-višefaznog disperzijskog sistema, kao što je dodavanje polietilen glikola u reakcijsku smjesu kaprolaktama radi poboljšanja trajnosti antistatičkih svojstava.
2.3 Metalna provodljiva vlakna
Metalna provodljiva vlakna se obično izrađuju od metalnih materijala specifičnim procesima oblikovanja vlakana. Uobičajeni metali uključuju nehrđajući čelik, bakar, aluminij, nikl itd. Takva vlakna imaju odličnu električnu provodljivost, mogu brzo provoditi naboje i efikasno eliminirati statički elektricitet. Istovremeno, imaju i dobru otpornost na toplinu i otpornost na hemijsku koroziju. Međutim, kada se primjenjuju na tekstil, postoje neka ograničenja. Na primjer, metalna vlakna imaju nisku koheziju, a sila vezivanja između vlakana tokom predenja je nedovoljna, što vjerovatno uzrokuje probleme s kvalitetom pređe; boja gotovih proizvoda ograničena je bojom samog metala i relativno je jednolična. U praktičnoj primjeni, često se miješaju s običnim vlaknima, koristeći prednost provodljivosti metalnih vlakana kako bi se miješanim proizvodima dala antistatička svojstva, a obična vlakna se koriste za poboljšanje performansi predenja i smanjenje troškova.
2.4 Ugljična provodljiva vlakna
Metode pripreme provodljivih ugljičnih vlakana uglavnom uključuju dopiranje, premazivanje, karbonizaciju itd. Dopiranje je miješanje provodljivih nečistoća u materijal koji formira vlakna kako bi se promijenila elektronska struktura materijala, čime se vlaknu daje provodljivost; premazivanje je formiranje provodljivog sloja premazivanjem sloja karbonskog materijala s dobrom provodljivošću, kao što je čađ, na površinu vlakna; karbonizacija obično koristi viskozu, akril, smolu itd. kao prekursorska vlakna i pretvara ih u provodljiva karbonska vlakna putem karbonizacije na visokim temperaturama. Provodljiva karbonska vlakna pripremljena ovim metodama postižu određenu provodljivost uz zadržavanje dijela originalnih mehaničkih svojstava vlakana. Iako karbonska vlakna tretirana karbonizacijom imaju dobru provodljivost, otpornost na toplinu i hemijsku otpornost, imaju visok modul, tvrdu teksturu, nedostatak žilavosti, nisu otporna na savijanje i nemaju sposobnost skupljanja toplinom, pa je njihova primjenjivost slaba u nekim slučajevima kada vlakna trebaju imati dobru fleksibilnost i deformabilnost.
2.5 Organska provodljiva vlakna napravljena od provodljivih polimera
Organska provodljiva vlakna napravljena od provodljivih polimera imaju posebnu konjugovanu strukturu, a elektroni se mogu relativno slobodno kretati po molekularnom lancu, te stoga imaju provodljivost. Zbog svojih jedinstvenih provodljivih svojstava i karakteristika organskog materijala, takva vlakna imaju potencijalnu primjenu u nekim vrhunskim oblastima sa posebnim zahtjevima za performanse materijala i niskom osjetljivošću na cijenu, kao što su specifični elektronski uređaji i vazduhoplovna područja.
2.6 Organska provodljiva vlakna napravljena nanošenjem provodljivih supstanci na obična sintetička vlakna
Ova vrsta vlakana ostvaruje antistatičku funkciju premazivanjem provodljivih supstanci poput ugljika i metala na površinu običnih sintetičkih vlakana kroz procese završne obrade površine. Proces premazivanja metala je relativno složen i skup, te može imati određeni utjecaj na svojstva habanja, poput osjećaja vlakna na dodir.
2.7 Organska provodljiva vlakna napravljena metodom kompozitnog predenja
Metoda kompozitnog predenja je formiranje jednog vlakna s dvije ili više različitih komponenti pomoću posebnog sklopa za kompozitno predenje u istom procesu predenja korištenjem dva ili više polimera s različitim sastavima ili svojstvima. Prilikom pripreme antistatičkih vlakana, polimeri s provodljivošću ili polimeri s dodanim provodljivim supstancama obično se koriste kao jedna komponenta i miješaju se s običnim polimerima za formiranje vlakana. U usporedbi s drugim metodama pripreme antistatičkih vlakana, vlakna pripremljena metodom kompozitnog predenja imaju stabilnija antistatička svojstva i manji negativan utjecaj na izvorna svojstva vlakana.
3 primjene antistatičnih vlakana
U svakodnevnom životu, kada je zimi zrak previše suh, vjerovatno je da će se između ljudske kože i odjeće generirati statički elektricitet, a trenutni statički napon može u težim slučajevima doseći desetine hiljada volti, uzrokujući nelagodu ljudskom tijelu. Na primjer, hodanje po tepisima može generirati 1500-35000 volti statičkog elektriciteta, hodanje po vinilnim podovima može generirati 250-12000 volti statičkog elektriciteta, a trljanje o stolicu u zatvorenom prostoru može generirati više od 1800 volti statičkog elektriciteta. Nivo statičkog elektriciteta uglavnom zavisi od vlažnosti okolnog zraka. Obično, kada statička interferencija prelazi 7000 volti, ljudi će osjetiti električni udar.
Statički elektricitet je štetan za ljudski organizam. Dugotrajni statički elektricitet može povećati alkalnost krvi, smanjiti sadržaj kalcija u serumu i povećati izlučivanje kalcija urinom. Ovo ima veći utjecaj na djecu u razvoju, starije osobe s vrlo niskim nivoom kalcija u krvi, te trudnice i dojilje kojima je potrebno mnogo kalcija. Prekomjerno nakupljanje statičkog elektriciteta u ljudskom tijelu uzrokovat će abnormalnu provodljivost struje kroz membrane moždanih nervnih ćelija, utjecati na centralni nervni sistem, dovesti do promjena pH vrijednosti krvi i karakteristika kisika u tijelu, utjecati na fiziološku ravnotežu tijela i uzrokovati simptome poput vrtoglavice, glavobolje, razdražljivosti, nesanice, gubitka apetita i mentalnog transa. Statički elektricitet također može ometati cirkulaciju krvi, imunološki i nervni sistem, utjecati na normalan rad različitih organa (posebno srca) i može uzrokovati abnormalan rad srca i prerano otkucavanje srca. Zimi je oko trećina kardiovaskularnih bolesti povezana sa statičkim elektricitetom. Osim toga, u zapaljivim i eksplozivnim područjima, statički elektricitet na ljudskom tijelu može uzrokovati požare.
Vrijeme objave: 09.12.2025.
