Fibra antiestática, imos aprender sobre ela!

Fibras antiestáticas

As fibras antiestáticas son unha categoría de fibras químicas que non acumulan cargas estáticas facilmente. En condicións estándar, as fibras antiestáticas deben ter unha resistividade volumétrica inferior a 10¹⁰Ω·cm ou unha vida media de disipación de carga estática inferior a 60 segundos.
抗静电面料工装

1 Funcións das fibras antiestáticas…

Fibras antiestáticas

As fibras antiestáticas son un tipo de fibra química que non acumula cargas estáticas facilmente. En condicións estándar, as fibras antiestáticas deben ter unha resistividade volumétrica inferior a 10¹⁰Ω·cm ou unha vida media de disipación de carga estática inferior a 60 segundos.

1 Funcións das fibras antiestáticas

1.1 Causas e perigos dos problemas de electricidade estática nos materiais téxtiles

Os materiais téxtiles son principalmente illantes eléctricos con resistencia específica relativamente alta, especialmente as fibras sintéticas con baixa absorción de humidade, como o poliéster, o acrílico e as fibras de cloruro de polivinilo. Durante o procesamento téxtil, o contacto próximo e a fricción entre as fibras e as fibras ou as fibras e as pezas da maquinaria provocarán unha transferencia de carga na superficie dos obxectos, xerando así electricidade estática.
A electricidade estática pode ter moitos efectos adversos. Por exemplo, as fibras coa mesma carga repélense entre si e as fibras con cargas diferentes atráense cara ás pezas da maquinaria, o que provocará o despregamento da tira, un aumento da pilosidade do fío, unha mala formación do paquete, a adhesión das fibras ás pezas da maquinaria, unha maior rotura do fío e raias dispersas na superficie do tecido. Despois de cargar a roupa, é doado absorber o po e ensuciarse, e pode producirse enredo entre a roupa e o corpo humano, ou entre a roupa e a roupa, e mesmo poden xerarse faíscas eléctricas. En casos graves, a tensión estática pode alcanzar varios miles de voltios, e as faíscas xeradas pola descarga poden causar incendios con consecuencias graves.

1.2 Métodos para resolver a interferencia estática dos tecidos de fibra sintética

Existen varios métodos para dotar as fibras sintéticas e os seus tecidos de propiedades antiestáticas duradeiras. Por exemplo, pódense engadir polímeros hidrófilos ou polímeros condutores de baixo peso molecular durante a polimerización ou fiado de fibras sintéticas; a tecnoloxía de fiado composto pódese usar para producir fibras compostas cunha capa exterior hidrófila. No proceso de fiado, as fibras sintéticas pódense mesturar con fibras con forte higroscopicidade, ou as fibras con cargas positivas e as fibras con cargas negativas pódense mesturar segundo a secuencia potencial. Tamén se pode aplicar aos tecidos un acabado auxiliar hidrófilo duradeiro.

2 tipos de fibras antiestáticas

2.1 Fibras engadidas con surfactantes

Para preparar fibras con efectos antiestáticos relativamente duradeiros, adoitan engadirse surfactantes á pasta de fiar para a fiación en mestura. Despois da formación da fibra, os surfactantes migrarán e difundiránse continuamente desde o interior da fibra ata a superficie en virtude das súas propias características, para conseguir o efecto antiestático. Tamén existen métodos como fixar surfactantes na superficie da fibra mediante adhesivos ou reticulalos en películas na superficie da fibra, e o efecto é similar á aplicación de verniz antiestático na superficie do plástico.
O efecto antiestático destas fibras está estreitamente relacionado coa humidade ambiental. Cando a humidade é alta, a humidade pode mellorar a condutividade iónica do surfactante e o rendemento antiestático mellora significativamente; en ambientes secos, o efecto debilitarase.

2.2 Fibras antiestáticas de mestura, copolimerización e modificación por enxerto

O núcleo deste tipo de fibra antiestática é modificar o polímero formador de fibra e mellorar a higroscopicidade da fibra engadindo monómeros ou polímeros hidrófilos, dotándoa así de propiedades antiestáticas. Ademais, o sulfato de cobre pódese mesturar na pasta de fiado acrílica e, despois do fiado e a coagulación, trátase cun axente redutor que contén xofre, o que pode mellorar a eficiencia da produción e a durabilidade da condutividade das fibras condutoras. Ademais do fiado de mestura ordinario, xurdiu gradualmente o método de engadir polímeros hidrófilos durante a polimerización para formar un sistema de dispersión micromultifásico, como engadir polietilenglicol á mestura de reacción de caprolactama para mellorar a durabilidade das propiedades antiestáticas.

2.3 Fibras condutoras de metal

As fibras condutoras de metal adoitan fabricarse con materiais metálicos mediante procesos específicos de formación de fibras. Entre os metais comúns inclúense o aceiro inoxidable, o cobre, o aluminio, o níquel, etc. Estas fibras teñen unha excelente condutividade eléctrica, poden conducir cargas rapidamente e eliminar eficazmente a electricidade estática. Ao mesmo tempo, tamén teñen unha boa resistencia á calor e á corrosión química. Non obstante, cando se aplican a téxtiles, existen algunhas limitacións. Por exemplo, as fibras metálicas teñen baixa cohesión e a forza de unión entre as fibras durante o fiado é insuficiente, o que probablemente cause problemas de calidade do fío; a cor dos produtos acabados está limitada pola propia cor do metal e é relativamente única. Nas aplicacións prácticas, adoitan mesturarse con fibras ordinarias, utilizando a vantaxe condutora das fibras metálicas para dotar os produtos mesturados de propiedades antiestáticas e utilizando fibras ordinarias para mellorar o rendemento do fiado e reducir os custos.

2.4 Fibras condutoras de carbono

Os métodos de preparación das fibras condutoras de carbono inclúen principalmente o dopado, o revestimento, a carbonización, etc. O dopado consiste en mesturar impurezas condutoras no material formador da fibra para cambiar a estrutura electrónica do material, dotando así á fibra de condutividade; o revestimento consiste en formar unha capa condutora revestindo unha capa de material de carbono con boa condutividade, como o negro de carbono, na superficie da fibra; a carbonización xeralmente usa viscosa, acrílico, brea, etc. como fibras precursoras e convérteas en fibras de carbono condutoras mediante carbonización a alta temperatura. As fibras condutoras de carbono preparadas por estes métodos obteñen certa condutividade, conservando parte das propiedades mecánicas orixinais das fibras. Aínda que as fibras de carbono tratadas por carbonización teñen boa condutividade, resistencia á calor e resistencia química, teñen un módulo elevado, textura dura, falta de tenacidade, non son resistentes á flexión e non teñen capacidade de contracción térmica, polo que a súa aplicabilidade é deficiente nalgunhas ocasións nas que as fibras necesitan ter boa flexibilidade e deformabilidade.

2.5 Fibras condutoras orgánicas feitas de polímeros condutores

As fibras condutoras orgánicas feitas de polímeros condutores teñen unha estrutura conxugada especial, e os electróns poden moverse con relativa liberdade na cadea molecular, polo que teñen condutividade. Debido ás súas propiedades condutoras únicas e ás características dos materiais orgánicos, estas fibras teñen un valor de aplicación potencial nalgúns campos de gama alta con requisitos especiais de rendemento dos materiais e baixa sensibilidade aos custos, como dispositivos electrónicos específicos e campos aeroespaciais.

2.6 Fibras condutoras orgánicas feitas mediante o revestimento de substancias condutoras sobre fibras sintéticas ordinarias

Este tipo de fibra realiza unha función antiestática ao revestir substancias condutoras como o negro de carbono e o metal na superficie das fibras sintéticas ordinarias mediante procesos de acabado superficial. O proceso de revestimento de metal é relativamente complexo e custoso, e pode ter un certo impacto nas propiedades de desgaste, como o tacto da fibra.

2.7 Fibras condutoras orgánicas fabricadas mediante o método de fiado composto

O método de fiado composto consiste en formar unha única fibra con dous ou máis compoñentes diferentes mediante un conxunto de fiado composto especial no mesmo proceso de fiado utilizando dous ou máis polímeros con diferentes composicións ou propiedades. Ao preparar fibras antiestáticas, os polímeros con condutividade ou os polímeros aos que se lles engaden substancias condutoras adoitan usarse como un compoñente e mestúranse con polímeros formadores de fibras ordinarios. En comparación con outros métodos de preparación de fibras antiestáticas, as fibras preparadas polo método de fiado composto teñen propiedades antiestáticas máis estables e un menor impacto negativo nas propiedades orixinais das fibras.

3 aplicacións das fibras antiestáticas

Na vida cotiá, cando o aire está demasiado seco no inverno, é probable que se xere electricidade estática entre a pel humana e a roupa, e a tensión estática instantánea pode alcanzar decenas de miles de voltios en casos graves, causando molestias ao corpo humano. Por exemplo, camiñar sobre alfombras pode xerar de 1500 a 35 000 voltios de electricidade estática, camiñar sobre pisos de resina de vinilo pode xerar de 250 a 12 000 voltios de electricidade estática e fregarse contra unha cadeira no interior pode xerar máis de 1800 voltios de electricidade estática. O nivel de electricidade estática depende principalmente da humidade do aire circundante. Normalmente, cando a interferencia estática supera os 7000 voltios, as persoas sentirán unha descarga eléctrica.
A electricidade estática é prexudicial para o corpo humano. A electricidade estática persistente pode aumentar a alcalinidade do sangue, reducir o contido de calcio no soro e aumentar a excreción de calcio na urina. Isto ten un maior impacto nos nenos en crecemento, nos anciáns con niveis moi baixos de calcio no sangue e nas mulleres embarazadas e lactantes que necesitan moito calcio. A acumulación excesiva de electricidade estática no corpo humano provocará unha condución de corrente anormal das membranas das células nerviosas do cerebro, afectará o sistema nervioso central, provocará cambios no pH do sangue e nas características do osíxeno do corpo, afectará o equilibrio fisiolóxico do corpo e causará síntomas como mareos, dor de cabeza, irritabilidade, insomnio, perda de apetito e trance mental. A electricidade estática tamén pode interferir coa circulación sanguínea humana, os sistemas inmunitario e nervioso, afectar o funcionamento normal de varios órganos (especialmente o corazón) e pode causar frecuencia cardíaca anormal e latexos cardíacos prematuros. No inverno, aproximadamente un terzo das enfermidades cardiovasculares están relacionadas coa electricidade estática. Ademais, en zonas inflamables e explosivas, a electricidade estática no corpo humano pode causar incendios.

Data de publicación: 09-12-2025