紡織品中導電纖維定性鑒別方法的研究

文/鄭少明 趙麗莎 林本術 賴祥輝

1 引言

合成纖維在使用過程中易產生靜電，對工業生產和人民生活都會帶來危害[1]。隨著科技的發展，靜電危害所造成的后果已不僅限于安全問題。靜電放電造成的頻譜干擾會導致現代電子設備運轉故障。在石油、化工、精密機械、煤礦、食品、醫藥等行業，也對靜電防護有特殊的要求。具有優良抗靜電性能的導電纖維在紡織品中的使用，可以有效防止靜電帶電、靜電效應，有利于減少靜電危害。

導電纖維是通過電子傳導和電暈放電而消除靜電的功能性纖維，通常是指標準狀態（20℃、65%相對濕度）下比電阻在107Ω·cm以下的纖維[2]。導電纖維的現有種類主要有：金屬纖維、碳纖維和有機導電纖維，目前應用最廣的導電纖維是有機導電纖維。在日常紡織品檢測中，對含有導電纖維的織物定性只能憑經驗在顯微鏡下進行判斷，本研究的目的是利用導電纖維的特性對紡織品中的導電纖維進行定性鑒別。

2 試驗原理

導電纖維的主要作用是使織物導電性增強，從而使織物上產生的電荷能很快放掉，可有效防止靜電局部蓄積；同時導電纖維還具電暈放電功能，能起到向大氣中放掉靜電的效果[3]。因此含有導電纖維的織物會有出色的抗靜電性能，而紡織材料靜電性能的評價有靜電電壓及其半衰期、電荷面密度等指標，通過對這些指標的測定可以得到導電纖維對織物抗靜電性能的影響，這也是含有導電纖維織物的一大特點，可以利用這一特性對導電纖維含量進行測試。

目前紡織品檢測中與紡織品靜電性能有關的常用標準是GB/T 12703—2008《紡織品靜電性能的評定》，其涉及的靜電性能指標有靜電壓半衰期、電荷面密度、電荷量、電阻率、摩擦帶電電壓、纖維泄漏電阻和動態靜電壓。海勇等[4]通過測量織物的電荷面密度對導電纖維的導電性能進行評定，但電荷面密度的測定因不同試驗人員操作手法會導致結果差異較大，為了盡量減少這類誤差，本文選擇測量紡織品的靜電壓半衰期指標，通過對比含導電纖維和無導電纖維紡織品的指標差異來對導電纖維進行定性鑒別。

3 試驗

3.1 樣品準備

分別選取含有導電纖維以及無導電纖維的羊毛/聚酯纖維混紡樣品從1到10進行編號。

3.2 儀器和試驗條件

儀器：大榮科學精器制作所，H0110/V1型織物靜電衰減測試儀。

調濕和試驗條件：溫度（20±2）℃，相對濕度（35±5）%，環境風速應在0.1m/s以下。

3.3 試驗方法——靜電壓半衰期法[5]

每個試樣隨機采取3塊，每塊試樣大小為4.5cm×4.5cm。

對試樣表面進行消電處理，將試樣夾于試樣夾中，使針電極與試樣表面相距（20±1）mm，感應電極與試樣表面相距（15±1）mm，驅動試驗臺并在針電極上加10kV高壓30s后斷開高壓，待靜電電壓衰減至1/2以下時停止試驗，記錄半衰期（s）。

同一塊試樣測試兩次取平均值，對3塊試樣進行同樣的試驗，計算平均值作為該試樣的測量值，結果修約至0.1s。

4 結果與討論

分別對含導電纖維和無導電纖維的羊毛/聚酯纖維混紡樣品做測試，測試結果見表1。

表1 不同面料靜電壓半衰期測試結果

根據GB/T 12703.5—2008 《紡織品靜電性能的評定》的第1部分可知，評定織物抗靜電性能的要求為：靜電壓半衰期＜15s。比較試驗結果表明，含有導電纖維的羊毛/聚酯纖維混紡樣品的靜電壓半衰期均＜15s，而無導電纖維樣品的靜電壓半衰期遠遠大于要求值。因此，可以將靜電壓半衰期＜15s作為評價織物是否含有導電纖維的依據。

5 結論

（1）靜電壓半衰期的測試使用相關儀器，相比電荷面密度的測試可以降低人員操作的誤差，重現性較好。

（2）導電纖維在織物中的主要作用是使織物能夠快速釋放其積累的電荷，使織物具有優良的抗靜電性能，因此，通過測量織物的抗靜電性能指標可以判斷織物中是否含有導電纖維，靜電壓半衰期＜15s可以作為評價依據。

參考文獻：

[1]高廣艷, 安樹林. 有機導電纖維的性能特點及其發展[J].天津紡織科技. 2005 (2): 29-33.

[2]丁長坤, 程博聞, 任元林, 等. 導電纖維的發展現狀及應用前景[J]. 紡織科學研究. 2006(3):32-39.

[3]潘宇明, 侯慶華. 導電纖維和抗靜電纖維的區別[J]. 產業用紡織品, 1989 (3) :1-6.

[4]海勇, 李振, 杜軍, 等. 紡織品常用導電纖維鑒別[J]. 中國纖檢, 2017 (4): 86-89.

[5]GB/T 12703.1—2008 紡織品靜電性能的評定第1部分：靜電壓半衰期[S].