[科普中国]-纤维静电现象

纤维静电现象指纤维上所带的电荷积聚在物体表面因不能泄漏掉而产生的电荷积聚现象，并且静电的带电体会产生相应的静电场，这就是静电现象。织物防止静电产生或积累的性能，称为防静电性能。

简介纺织材料一般为绝缘物质，具有较高的电阻率，尤其是大多数合成纤维的回潮率较低，而比电阻大大高于天然纤维，其纺织品容易在加工和使用中产生静电。天然纤维及再生纤维的纺织品有较好的抗静电性，但在干燥环境下，仍会明显地产生静电。在纺织品加工或使用过程中，纤维材料相互间或同其他物体接触摩擦，都会产生带电现象。纤维材料受压缩或拉伸，或者周围存在带电体，或者在空气中烘干，也会产生带电现象。若电荷不断积累而未能消除,就会造成静电现象1。

静电危害织物受摩擦时会产生静电，静电不仅使纺织品加工困难，还会影响使用性能或产生危害。在服装与服装、服装与人体之间摩擦所带电压可达数千伏甚至数万伏，容易产生排斥、纠、吸尘、贴肤、刺痛等静电障碍，影响服装的舒适性及外观性。更为严重的是在相对湿度较低的环境中，静电现象还会放电产生火花，其能量足以使周围易燃、易爆气体着火或爆炸，引起重大事故。

描述静电性能的指标消除静电的隐患已成为人们生产、生活中呱待解决的一个问题,测定纺织品的静电性也显得十分必要。通常用来描述静电性能的指标如下：

1、静电电压：试样上积聚的相对稳定的电荷所产生的对地电位。

2、静电压半衰期：试样上静电压衰减至原始值一半时所需要的时间。

3、电荷面密度：试样单位面积上所带的电量。

4、电荷量：试样与标准布摩擦一定时间后所带电荷。

5、体积电阻：在一给定的通电时间之后，施加于与一块材料的相对两个面上相接触的两个引入电极之间的直流电压对于该两个电极之间的电流的比值，在该两个电极上可能的极化现象忽略不计（在电化1min后测定）。

6、体积电阻率：沿试样体积电流方向的直流电场强度与稳态电流密度的比值。

7、表面电阻：在一给定的通电时间之后，施加于材料表面上的标准电极之间的直流电压对于电极之间的电流的比值，在电极上可能的极化现象忽略不计（在电化1min后测定）。

8、表面电阻率：沿试样表面电流方向的直流电场强度与单位长度的表面传导电流之比。

影响因素影响织物静电性能的因素主要有纤维的结构与导电性能、织物结构、织物后整理、环境温湿度、摩擦形式与条件等。

1、纤维的结构与导电性能

服装材料的带电性与纤维种类关系很大，导电性好的纤维，不易积累静电，静电现象不严重，反之亦然。一般，纤维素纤维的静电现象不明显，羊毛或蚕丝有定的静电干扰，而合成纤维和醋酯纤维的静电现象较严重。在纺织时加入金属纤维或导电纤维等，从而增加织物的导电性，产生良好的抗静电作用。

2、织物结构

一般织物的结构越紧密，内聚能越高，或者织物表面平滑度越低，越易受到较强烈的摩擦而使温度升高，摩擦时越易首先活化失去电子，从而带正静电荷。

3、织物后整理

织物后整理加工的影响也很大，羊毛和合纤服装在穿脱时产生静电火花现象，即静电积累严重。为了克服和消除静电干扰，出现了各种防静电整理，在生产工艺上采用在纤维内部添加导电物质或抗静电剂，或在纺织时加入导电纤维或金属丝等以获得抗静电效果。如对羊毛或合成纤维制品进行亲水性整理或加入金属纤维或导电纤维等，从而增加织物的导电性，产生良好的抗静电作用。

4、环境温湿度

环境相对湿度对纤维和织物的抗静电性能影响显著，纤维的比电阻、静电电压半衰期都随着相对湿度的增高而降低。环境温度对纤维和织物的抗静电性能影响比起相对湿度的影响要小得多。对于极性和强极性的纤维及其织物，随着环境温度的上升，一般带电荷量减少。而非极性和弱极性的纤维及其织物的抗静电性能受温度影响很小，可以忽略。

5、摩擦形式与条件

纤维的摩擦起电，首先与其材料和磨料的种类有关，此外，纤维的摩擦方式、压力和速度也会影响静电的发生。通常，对称摩擦即两接触物体从整体上相互受到均匀的摩擦，造成的电荷移动小，静电产生不明显。非对称摩擦即一个物体的整体与另一物体的局部发生的摩擦，其电荷移动量大，起电效果显著。纺织品在测试中，若张力增加即正压力増加，使接触面积及摩擦功增加，则带电量也增加，一般相对摩擦速度越大，产生的静电荷量也越大2。

本词条内容贡献者为:

任毅如 - 副教授 - 湖南大学