王合山

聊城市紡織纖維檢驗所 山東聊城 252000

靜電現(xiàn)象是生活中常見的一種現(xiàn)象，其產(chǎn)生是因物體間的摩擦、接觸、分離等作用。當兩個物體接觸摩擦?xí)r，其中一個物體外層的電子受原子核引力較弱，然后通過摩擦作用轉(zhuǎn)移到另一個物體上，正電荷比負電荷多，而顯出帶正電。另一個物體因得到電子，負電荷比正電荷多，因而顯示出帶負電。在紡織品加工過程中，靜電現(xiàn)象會造成加工困難；在使用過程中，靜電現(xiàn)象會使紡織品吸附空氣中的灰塵；在服裝穿著時，靜電現(xiàn)象會使衣物纏黏在人體上。靜電現(xiàn)象不僅影響美觀，而且在一定程度上危害人體健康，有時還會引起火災(zāi)、爆炸等事故。因此，紡織纖維品靜電性能測試方法在實踐和理論上得到了迅速發(fā)展[1]。

1 靜電產(chǎn)生原理

物質(zhì)是由分子組成，分子是由原子組成，原子由帶負電的電子和帶正電電荷的質(zhì)子組成。當兩個不同的物體相互接觸時就會使一個物體失去一些電荷，如電子轉(zhuǎn)移到另一個物體使其帶正電，而另一個物體得到一些剩余電子而帶負電。若在分離過程中電荷難以中和，電荷就會積累使物體帶上靜電。所以很多運動的物體在與其他物體接觸與分離的過程（如摩擦）就會帶上靜電。

2 紡織品靜電性能評價

2.1 紡織纖維制品靜電標準

當前，國內(nèi)紡織纖維制品靜電性能標準按適用范圍可分為國家標準及紡織行業(yè)標準，按性質(zhì)可分為方法標準及產(chǎn)品標準。我國紡織纖維制品靜電標準主要參照國際標準及國外一些先進標準，包括日本標準（JIS）、歐洲標準（EN）、美國標準（AATCC）、國際標準（ISO）。比如：GB/T12703 系列標準采用日本標準JISL1094 及JIST8118；GB/T22042 和GB/T22043 分別采用歐洲標準EN1149-1 和EN1149-2。

2.2 帶電原理

不同的標準采用不同的帶電方法及測試原理，當前常用的帶電方法有接觸帶電及非接觸帶電，前者主要包括摩擦帶電及接觸充電，后者主要是感應(yīng)帶電。當前，摩擦帶電、接觸充電、感應(yīng)帶電是紡織纖維制品靜電性能測試中最常見的三種帶電原理。

2.3 靜電性能評價指標

（1）電荷量類指標。其主要指電荷量及電荷面密度，其測試原理是通過摩擦使樣品帶電，然后放入法拉第圓測定電荷量，面密度是指單位面積試樣的電荷量。電荷量用微庫侖（μ C）表示，電荷面密度用微庫侖/ 平方米（μ C/m2）表示，其中電荷量指數(shù)適用于服裝，電荷面密度適用于織物面料。

測試過程中，試樣經(jīng)摩擦裝置后投入法拉第筒中，測定其帶電量。比如：標準GB/T12703《紡織品靜電性能的評定第2 部分：電荷面密度》, 摩擦標準布為錦綸平紋布，摩擦起電是通過人工操作實現(xiàn)的。因此，測試條件的一致性、測試結(jié)果的準確性與重現(xiàn)性易受操作手法的影響；GB/T12703《紡織品靜電性能的評定第3部分：電荷量》，滾筒內(nèi)層為錦綸標準布，經(jīng)滾筒自動摩擦減少人為操作的影響。

（2）時間類指數(shù)。它主要指靜電衰減、吸附時間。其中，靜電衰減時間包括半衰期、10% 衰減時間、1% 衰減時間等。通過一定的方法，如感應(yīng)帶電或直接充電，使試樣帶一定的電荷量，用電荷量的衰減時間表示。

試樣在高壓靜電場中帶電穩(wěn)定后，斷開高壓電源，使其電壓通過接地金屬臺自然衰減，測定靜電壓值及其衰減到初始值的一半所需的時間稱為半衰期。如GB/T12703《紡織品靜電性能的評價第1 部分：靜電壓半衰期》；WSP40．2（08）《非織造布靜電衰減標準測試方法》中的衰減時間是指，使電荷衰減到初始水平10% 所需的時間；EN1149《防護服靜電性能第3 部分：測量電荷衰減的試驗方法》中的半衰期，是指顯示電場強度衰減到最大電場強度的1/2 所需的時間。

吸附時間為織物摩擦后吸附于金屬斜面，根據(jù)吸附時間評價織物的靜電性能。該方法設(shè)備簡單，它能反映服裝織物的靜電吸附肢體程度。但操作手法容易影響測試結(jié)果，是一種簡單的測試方法，對含有導(dǎo)電纖維的織物試樣，測試結(jié)果的穩(wěn)定性較差[2]。

（3）電阻類指標。主要包括體積電阻（垂直電阻）、表面電阻、纖維比電阻、泄漏電阻等。

體積電阻（垂直電阻）是指環(huán)形組合電極在試樣的兩個接觸面上施加的兩個電極之間的直流電壓，以及經(jīng)過一定的通電時間后兩個電極之間的電流比值。主要標準為歐洲標準EN1149《防護服靜電性能第2 部分：通過材料的電阻（垂直電阻）試驗方法》，GB/T22043《服裝防靜電性能通過材料的電阻（垂直電阻）試驗方法》、GB/T12703《紡織品靜電性能評定第4 部分：電阻率》等國家標準。

表面電阻是指材料表面電極施加的直流電壓與經(jīng)一定通電時間后電極之間的電流比值，由表面電阻計算出樣品的表面電阻率。施加電壓最常用的是100V、500V、1000V，采用環(huán)形組合電極，相關(guān)標準主要包括國家標準GB/T12703《紡織品靜電性能的評定第4 部分：電阻率》，GB/T22042《服裝防靜電性能表面電阻率試驗方法》，美國標準AATCC7676《紡織品表面電阻試驗方法》，歐洲標準EN1149《防護服靜電性能第1 部分：測量表面電阻率的試驗方法》。

點對點電阻是材料表面兩個電極之間施加的直流電壓與它們之間在一定時間內(nèi)流動的直流電流比值。待測樣品必須放置在帶有電極裝置的絕緣板上。如GB12014《防靜電服》中對點對點電阻的技術(shù)要求，并在附錄中對點對點電阻的測試方法進行了詳細規(guī)定。

纖維比電阻是表征纖維導(dǎo)電性能的指標，根據(jù)體積比電阻公式ρ =RS/L 設(shè)計了光纖比電阻儀，測定在一定幾何形狀下，具有一定密度的纖維電阻值，并根據(jù)纖維的填充度計算出比電阻值，如國家標準GB/T14342《合成短纖維比電阻試驗方法》。

纖維泄露電阻是表征纖維起靜電性能的一個指標，以不同容量的電容C 對纖維固有電阻及纖維表面附著的抗靜電油劑等綜合電阻R 的放電時間t，乘以電阻指數(shù)10n 后的纖維電阻值t×10n（Ω）表示。測量運用阻容充放電原理，用不同纖維電阻R 跨接于充以電荷的固定電容（C）兩端，以其放電速度測定纖維電阻值，相關(guān)標準有GB/T12703《紡織品靜電性能的評定第6 部分：纖維泄露電阻》。

（4）電壓類指標。主要包括摩擦帶電電壓及感應(yīng)靜電電壓等。

摩擦帶電電壓表示為摩擦產(chǎn)生的最高電壓。在一定張力條件下，用標準布摩擦試樣，在規(guī)定時間內(nèi)產(chǎn)生的最大電壓作為試樣摩擦帶電情況的評價。相關(guān)標準為GB/T12703《紡織品靜電性能的評定第5 部分：摩擦帶電電壓》。

感應(yīng)帶電電壓使材料在高壓放電針產(chǎn)生的靜電場中帶電，直到帶電電壓穩(wěn)定，即感應(yīng)電壓值，用來表示相對穩(wěn)定的電荷在試樣上積累所產(chǎn)生的對地電位，相關(guān)標準為國家標準GB/T12703《紡織品靜電性能的評定第1 部分：靜電壓半衰期》。

2.4 靜電性能技術(shù)要求

根據(jù)我國電子行業(yè)標準SJ/T10694《電子產(chǎn)品制造及應(yīng)用系統(tǒng)防靜電檢測通用規(guī)范》規(guī)定，工作服的點對點電阻為1×105至1×1010，電荷量小于0．6μC。

2.5 調(diào)濕及試驗環(huán)境條件

樣品的調(diào)濕和試驗環(huán)境對靜電性能測試結(jié)果有很大的影響，尤其是濕度的影響。因此，濕度控制在靜電檢測中非常重要，必須在檢測報告中明確調(diào)濕條件及試驗環(huán)境。

在對紡織纖維制品靜電性能的檢測中，樣品的調(diào)濕時間必須充足，試驗環(huán)境必須穩(wěn)定。在不同的溫濕度條件下，試驗結(jié)果差異較大。例如，在相同的溫度下，織物產(chǎn)生靜電的能力隨著相對濕度的增加而降低，特別是對不含導(dǎo)電纖維的織物影響更大。

3 目前纖維紡織制品靜電性能測試標準存在的問題與展望

（1）通過試驗測試和對比分析表明，每種抗靜電測試方法與評定指標只能反映織物抗靜電性能的某一方面，不同的性能和指標在不同的環(huán)境下應(yīng)用存在一定的合理性和局限性。通過電荷面密度法、摩擦帶電電壓法、靜電壓半衰期法等方法測試紡織品防靜電性能，獲得的實驗數(shù)值之間一般無明顯的等比關(guān)系，不能做相互驗證。甚至某些防靜電產(chǎn)品得出的數(shù)據(jù)相互矛盾，無法判定測試樣防靜電性能是否滿足要求[3]。

（2）在檢測試驗過程中，要嚴格控制環(huán)境條件，特別是相對濕度的控制。雖然只有2%左右的相對濕度差別，卻會嚴重影響紡織品抗靜電性能的評價結(jié)果。

根據(jù)材料在使用過程中靜電產(chǎn)生、散失與平衡的不同，選用不同的靜電測試方法。在實際檢測試驗過程中，用多種測試方法來綜合反映織物的防靜電性能是值得借鑒的。今后可推出綜合評定防靜電性能的檢測方法，同時標準修訂時可考慮縮小環(huán)境相對濕度范圍，增加對試樣的預(yù)調(diào)濕處理，減小試驗環(huán)境因素對試驗結(jié)果的影響，從而使紡織品防靜電性能得到準確的表征。

4 結(jié)語

（1）不同靜電測試方法的測試結(jié)果無明顯的相關(guān)性，不同環(huán)境條件下的測試結(jié)果差異很大，因而測試結(jié)果不具有可比性。

（2）不同類型的紡織纖維制品適用不同的測試方法，因此纖維制品靜電性能測試方法的選擇十分重要。

（3）樣品的調(diào)濕對測試結(jié)果影響較大，必須在規(guī)定的環(huán)境下對樣品進行充分調(diào)濕。試驗環(huán)境與調(diào)濕環(huán)境一致，試驗過程中必須保證環(huán)境條件的穩(wěn)定性，并在報告中注明實際試驗過程中的環(huán)境條件。

（4）采用摩擦帶電原理試驗方法時，標準布的選擇也很重要，主要包括標準布的材料類型、組織結(jié)構(gòu)及使用期限等。