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开发抗静电蓬盖织物的设想

开发抗静电蓬盖织物的设想

一、问题的提出

蓬盖织物是产业用纺织品中的一个大类产品,在国民经济和国防建设等领域的应用十分广泛。由于合成纤维在力学、耐气候性和耐化学性等方面的优良性能,使其成为蓬盖织物的主要应用纤维材料。但合成纤维也有它自身的缺陷,比如电阻普遍偏高。一般来讲,合成纤维属于电绝缘材料,比电阻高达1013Ω·cm以上,在其使用过程中,由于摩擦、挤压、辐射及感应等因素的作用,而产生严重的静电积聚问题。这就使得合成纤维制品在静电安全方面存在重大安全隐患,尤其在军事、火工品、机房、化学品及油品等方面的应用中,这种隐患将是致命的。因此,解决蓬盖织物的静电安全问题,就具有了十分重要的现实意义和紧迫性。

二、开发思路

1蓬盖织物的结构

      蓬盖织物的结构类似于"三明治",即以帆布类织物作为骨架材料,在帆布的上下两面涂覆防水层。帆布在其中起骨架作用并承担力学性能,上下两面的涂覆层承担防水作用。

2、在骨架材料的帆布中构建静电泄漏通道

      将导电纱线植入骨架材料的帆布中并形成网状结构,以此构建起静电泄漏通道,利用导电纱线之间的电晕放电和静电传导原理,加速静电荷向大地和空中的逸散速率,从而将静电控制在安全限度以内。

3、导电纱线的选择

      选用合适的导电纱线,是抗静电蓬盖织物的关键。目前的导电纱线结构主要有:有机复合导电纤维与合纤长丝网络复合、与常规纱线复合、与常规纤维混纺等复合型结构;金属长丝与常规合纤长丝复合、与常规纱线复合、与常规纤维包芯等复合材料;金属纤维与常规纤维混纺型结构等。

1有机复合导电纤维与合纤长丝网络复合、与常规纱线复合、与常规纤维混纺等结构的有机复合导电纱线,由于有机复合导电纤维的比电阻相对偏高(电阻率在105 ~1010Ω·cm),在织物的后加工过程中,普遍存在一定程度的衰减(约3-4个数量级),因此,不能满足蓬盖织物点对点电阻控制在109Ω·cm米的技术指标的要求。

2金属长丝类复合导电纱线,由于金属长丝的电阻率过低(电阻率在10-2Ω·cm左右),而金属长丝又属于导电成份均一型导电纤维,这就使织物的电阻率突破了静电安全的下限(电阻率105Ω·cm)而成为了导电织物,一旦遇到了较强的辐射或感应等意外因素的干扰,对于操作人员和装备将造成严重的事故。

3金属纤维混纺型导电纱线,是一种金属纤维以较大的比例与常规纤维混纺制成的导电纱线。由于金属纤维的电阻率很低,导电性极佳,而金属纤维在导电纱线中的分布状态是,在纵向呈均匀分布,在横截面上是随机分布。也就是讲,金属纤维在此导电纱线中以短纤的形式存在,金属纤维之间有一定的常规纤维阻隔,这样就能保证该导电纱线既有一定的导电性,又不致过分的通透,使金属混纺导电纱线的电阻率控制在一个合理的区间。另外金属混纺导电纱线的导电性在后加工过程中基本不存在衰减问题。因此,较大比例的金属混纺型导电纱线是蓬盖用帆布较为理想的导电纱线。

强调:在金属纤维导电纱线中,还有一类低金属纤维比例的纱线。这类导电纱线,由于金属纤维含量低,在纱线中的分布距离较大,无法构成静电泄漏的通道,故纱线的比电阻较高,只能适应于以电荷面密度为考指标的织物。它的消除静电的机理是电晕放电、离子导电机理。

 

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