织物静电性能的测试与分析

张海霞，张喜昌

(河南工程学院 纺织学院，河南 郑州 450007)

干燥的纤维材料是电的不良导体，具有很高的比电阻.纤维及其制品在生产加工和使用过程中，表面间的相互摩擦易于产生静电，特别是随着合成纤维在纺织工业中的广泛应用，这些高分子材料所固有的高绝缘性和低吸湿性使其极易产生和集聚静电.静电的产生不仅使纺织加工困难，而且导致纺织品在使用过程中易吸附灰尘或使服装在穿着时纠缠黏附人体、影响美观并在一定程度上危害人体健康，严重的静电还可能引起火灾、爆炸等安全方面的危害[1-3]，所以提高纺织品的抗静电性能已引起了研究者的高度重视.

为了解织物的静电性能及影响织物静电性能的主要因素，在归纳总结织物静电性能测试方法的基础上，采用静电压半衰期法和电阻率法对5种精纺毛型织物进行了静电性能测试.

1 织物静电性能的测试方法

在现行的纺织工业国家标准和行业标准中，有关防静电纺织服装成品的标准主要有GB/T 12014—2009《防静电服》、GB/T 24249—2009《防静电洁净织物》和GB/T 22845—2009《防静电手套》等.有关纺织品静电性能的测试方法主要是GB/T 12703系列标准，具体见表1.

表1 织物静电性能测试方法Tab.1 Test methods of fabric static performance

续表

考虑到具体应用的广泛性和现有的试验条件，本次试验采用静电压半衰期法和电阻率法测试织物的静电性能，其中静电压半衰期法又采用定压法和定时法.

2 织物静电性能的检测分析

2.1 试样

在织物静电性能测试中，选用了5种精纺毛型织物，试样编号及其规格参数见表2.

表2 试样规格Tab.2 Specification of samples

2.2 静电压半衰期试验

2.2.1 试验仪器与试验条件

试验仪器：M401型织物感应式静电测定仪.

试验条件：静电测试头距离试样15 mm，高压放电头距离试样20 mm，加压电压10 kV，加压时间30 s，定时法中衰减时间预设为60 s.试样尺寸为50 mm×60 mm，一次试验测试3块试样，每种织物均测试3次，得到9个试验数据并计算其平均值.环境温度18 ℃，相对湿度62%.

2.2.2 试验结果与分析

分别采用定压法与定时法进行测试，试验结果见表3.

表3 静电压半衰期法试验结果Tab.3 Test results of static half period method

定压法中的半衰期是指静电压衰减至原始值一半时所需的时间，时间越短说明电荷散逸得越快，抗静电性能越好；定时法中的衰减静电压是指加压停止后达到预设衰减时间时的静电压，数值越小，抗静电性能越好.由表3可知，1号至4号试样的半衰期和衰减静电压均逐渐增加，规律一致，说明织物的抗静电性能逐渐变差.这主要是因为1号至4号试样中羊毛含量逐渐减少而涤纶含量逐渐增加，由于涤纶纤维的吸湿性很差(公定回潮率为0.4%)，远远低于羊毛，所以随着织物中涤纶含量的增加，其抗静电性能变差.4号和5号试样同为涤纶织物，由于5号试样中含有1%的导电纤维，可在一定程度上改善其抗静电性能，但由于其含量较少，故改善程度有限.织物规格如厚度、紧度等，对织物的抗静电性能也有一定影响，实际生产中也要加以考虑.

2.3 电阻率试验

2.3.1 试验仪器与试验条件

试验仪器：PC68型数字高阻计.

试验条件：加载电压500 V，两电极间距离0.2 cm，测量电极直径5 cm，试验次数10次，环境温度18 ℃，相对湿度62%.

表4 电阻率法试验结果Tab.4 Test results of resistivity method

2.3.2 试验结果与分析

通过试验分别测得5种试样的体积电阻和表面电阻，计算得到体积电阻率和表面电阻率，结果见表4.

由表4可知，1号至4号试样的体积电阻率和表面电阻率均逐渐增加，说明其导电性能下降、抗静电性能变差，这与前面静电压半衰期法得到的试样结果规律一致.4号和5号试样相比，由于5号试样中混入了1%的导电纤维，所以其抗静电性能在一定程度上得到了改善.

图1 半衰期和表面电阻率Fig.1 Static half period and resistivity

2.4 两种试验方法的对比分析

5种试样的半衰期和表面电阻率变化规律见图1.

由图1可知，5种试样的半衰期和表面电阻率变化规律一致，说明静电压半衰期法和电阻率法试验结果具有较好的相关性.静电压半衰期法所用的感应式静电测定仪有定压法与定时法两种方法可供选择且能够立即读出数据，不需要再进行计算，使用比较方便.电阻率法所用数字高阻计不需裁剪试样，操作简单，但需等到示值稳定后才能读数，测试时间比较长，并且测试结果为体积电阻和表面电阻，需进一步通过公式计算得到体积电阻率和表面电阻率.两种方法的试验原理不同，各有其特点，实际应用时可视具体情况选用.

GB/T 12703.1—2008《纺织品 静电性能的评定 静电压半衰期法》和GB/T 12703.4—2010《纺织品 静电性能的评定 电阻率》给出的半衰期和表面电阻率技术要求见表5.

表5 技术要求Tab.5 Technical requirements

参照表5所示的技术要求可知，5种试样中，除1号纯毛织物的半衰期和表面电阻率勉强达到C级要求外，其余4种试样均远远超过C级要求，这说明其抗静电性能较差，也表明在织物功能性整理过程中要着重对该类织物进行抗静电整理以改善其静电性能.5号涤纶试样由于含有导电纤维，使其抗静电性能在一定程度上得到了改善，但由于导电纤维的含量只有1%，所以抗静电性能并未从根本上得到改善，在实际生产中应在综合考虑织物抗静电性能和服用性能的基础上确定合适的导电纤维混纺比.

3 结论

(1)织物的静电性能与其成分密切相关，纯毛织物的抗静电性能较差，含有涤纶等合成纤维的毛型织物的抗静电性能更差，且这部分纤维含量越多，织物抗静电性能就越差；导电纤维的加入可以改善织物的抗静电性能，但抗静电效果与导电纤维的含量有关.

(2)静电压半衰期法和电阻率法均可用于测试织物的抗静电性能，两种方法原理不同且各有其特点，但得到的试验结果规律一致，可视情况选用.

参考文献：

[1] 戴晴.抗静电织物及其抗静电性能测试方法[J].中国纤检，2008(8)：44-46.

[2] 王颖，廉志军.安全生产应急救援防护服抗静电性能检测方法的分析[J].纺织导报，2009(7)：129-130.

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[4] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 12703.1—2008 纺织品 静电性能的评定 静电压半衰期法[S].北京：中国标准出版社，2008.

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