抗静电范文

时间:2023-02-27 12:41:53

抗静电范文第1篇

本文介绍了导电纤维的几种类型以及其结构、性能特点。对4种抗静电类型的织物未经洗涤、洗涤10次、洗涤20次经行电荷面密度试验,比较了导电性能。

关键词:导电纤维;结构;性能特点;导电性能

1引言

高分子材料多为电阻率极高的材料,由其制成的纺织品容易产生静电现象。随着工业的高速发展及合成纤维在各个领域中的广泛应用,这种静电影响变得日益普遍,因摩擦产生静电而造成的故障和灾害也时有发生,因此,提高纺织品的抗静电性能及抗静电性能的耐久性已引起人们的普遍重视。抗静电织物的应用就是静电防护的有效手段之一。

抗静电织物从加工工艺来看有后整理型、纤维化学改性型、导电纤维混纺型、导电纤维嵌入型等4种类型。其中后整理型工艺简单、成本低廉,但不耐洗涤,受空气相对湿度影响较大;纤维化学改性型抗静电纤维本身的黑色在浅色织物中无法掩盖,影响外观;而导电纤维混纺型和导电纤维嵌入型织物以其导电性能好、耐洗涤的优良性能被较为广泛地应用于抗静电织物当中。

2导电纤维织物的抗静电机理

一般将电阻率在108 Ω/cm以下的纤维(20℃、65%R.H)统称为导电纤维。导电纤维是以电子导电为机理的纤维,因此无湿度依赖性,具有远高于抗静电纤维的消除和防止静电作用的性能。在织物中混入0.5%~5%的导电纤维即可解决织物带静电问题。

含导电纤维的织物是利用电体的静电诱导、电晕放电、泄漏等综合作用而实现抗静电性能的。其过程为:织物因摩擦带上静电织物中产生的电荷向导电纤维汇集导电纤维中诱发了与织物上电荷符号相反的电荷导电纤维附近诱发产生静电场,周围的空气受此电场的作用而电离电晕放电产生的正负离子中与织物所带电荷性质相反的离子向织物移动与织物所带电荷中和消除静电[1]。

3导电纤维的分类

导电纤维可分金属纤维、碳纤维、有机导电纤维、复合型导电纤维四大类。

3.1金属纤维

通过不锈钢、铜、铝丝拉伸,熔融纺丝,切割制成4μm~16 μm的纤维,混入常规的纺织材料中制成抗静电织物。其导电性能好、耐热、耐化学腐蚀,但抱合力小、可纺性能差、制成高细度纤维时价格昂贵,成品色泽受限制。

3.2碳纤维

模量高、缺乏韧性、不耐弯折、无热收缩能力,不适合于纺织品使用。

3.3有机导电纤维

包括长丝和短纤维两大类,两者各有不同的使用方法、使用范围和优缺点。长丝常采用嵌织法在织物上形成条子或格子;而短纤维则多采用混纺的方法添加于织物。从含有机导电纤维纺织品的抗静电机理考虑,有机导电纤维一方面提供电荷集结作用、另一方面提供电荷逸散通路,故长丝易于形成电荷逸散通路。试验证明,为达到相同的抗静电性能,短纤维的添加量约为长丝的10~20倍。同理,当有机导电长丝应用于针织物时,因导电通路呈曲线状,为达到相同的抗静电性能要求,其添加量要高于机织物。

3.4复合型导电纤维

将炭黑、TiO2 、SnO2、ZnO、CuI等导电微粒与常规纤维材料复合而得到。它较之其他类型的导电纤维具有较好的成纤性能和持久的导电性。

复合纺丝所产生的导电纤维一般有导电成分露出型、三层同心圆型、并列型、芯鞘型和海岛型等5种主要结构。它们的截面形状如图1所示。

图1复合型导电纤维的截面形状

5种类型的导电纤维性能如下:

1) 导电成分露出型:导电成分分布并露出纤维表面,放电非常快,抗静电效果好。这种形态的纤维虽然抗静电效果好,但因为导电层在外,会因洗涤及摩擦使导电粒子流失而降低导电性能。导电成分容易损耗。

2) 三层同心圆型:这是一种将导电成分夹在中间层的复合纤维。非导电成分和导电成分在80:20~60:40之间。非导电成分过大,导电性下降;过小,纺丝性变差。这种夹层结构使导电成分既接近表面附近又包覆在中间,所以白度增加且耐洗涤和摩擦,导电效果好又兼具耐久性。

3) 并列型:这是将纤维分成两层、三层或更多层并列,使导电成分贯穿纤维横截面并在两端露出,所以电荷能导通到纤维的另一面,使垂直于纤维轴向的导电效果增加。此种纤维的导电部分不宜超过30%,以免使纤维的导电耐久性、耐摩擦性和耐洗涤性下降,可以通过增加并列的层数提高导电性。

4) 芯鞘型:这类纤维分为两类:一是以导电成分为芯,非导电聚合物为鞘,一般的比例为50:50,这种纤维白度好,耐洗涤,耐摩擦、耐久性好,但导电效果较差。二是以导电成分为鞘,非导电聚合物为芯,这种纤维导电效果佳,但导电成分在外,使纤维的颜色、洗涤性、摩擦性受到影响。

5) 海岛型:纤维的“海”为非导电聚合体,“岛”为导电成分,“岛”的直径小于0.5μm,“岛”的直径越小,开始电晕放电的电压越低,残留的带电荷的量越少,可以避免因静电引起的爆炸及火灾。在此成分中“岛”的成分要与“海”的成分互容,一般成分比在30:70或70:30之间[2]。

4抗静电性能的比较

本文以后整理型、纤维化学改性型、导电纤维混纺型、导电纤维嵌入型4种抗静电织物为样本,按GB/T 12703.2―2009《纺织品 静电性能的评定 第2部分:电荷面密度》的试验方法测定其未经洗涤、洗涤10次、洗涤20次的电荷面密度(电荷面密度即样品每单位面积上所带的电量)。洗涤试验选择GB/T 8629―2001中的7A程序洗涤,平铺晾干,将洗涤后的样品在50℃下预烘4 h,在温度(20±2)℃,相对湿度(35±5)%条件下达到调湿平衡,不得沾污样品[3]。测试数据见表1。

表14种样品的电荷面密度测试结果

电荷面密度越小,抗静电性能越好。该标准要求:非耐久型抗静电织物,洗前电荷面密度不超过7.0μC/m2;耐久型抗静电织物,洗前、洗后电荷面密度均应不超过7.0μC/m2。

从表1中可以看出,所选的样品都符合标准的电荷面密度要求。未经洗涤各种类型织物抗静电性能相当;洗涤多次后,后整理型和化学改性型抗静电性能明显降低,而导电纤维混纺型和嵌入型的抗静电性能较好。

5结论

从本文的分析可以了解到:

(1)抗静电织物的品种较多,各具特点。在应用过程中应充分发挥其优点,才能做到物尽其用。

(2)根据最终产品的防静电性能的要求,可选择较为合理的导电纤维,以达到既符合抗静电性能又节约成本的目的。

参考文献:

[1]赵华恩,张中民,许红丽,等. 试论嵌织式静电织物设计与生产[J].服装信息,2003(3):42-45.

[2]王鹏, 张瑜, 陈彦模. 复合型导电纤维的制备及其开发现状[J].合成纤维,2004(增刊):18-20.

[3]GB/T 12703.2―2009《纺织品 静电性能的评定第2部分:电荷面密度》[S].

抗静电范文第2篇

关键词: 电子秤; 静电放电; 抗扰度; A/D转换器

中图分类号: TN706?24 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2013)03?0136?03

0 引 言

木制秤取消后,电子计价秤因其能满足“快速、准确、自动”的称量要求,逐渐成为菜场、商店等经营场所购物结账的必需品。实际生活中,周边复杂的电磁环境容易使电子秤受到干扰,影响其称量的准确性,使消费者在未知情的情况下多掏腰包[1?2]。一台合格的电子秤要求能够抑制这些干扰,并将它减小到国家标准允许的范围内。本文针对电子秤的抗静电放电问题进行分析,并提出整改方案。

1 静电产生的主要原因及试验室静电放电模型

在运动过程中,人体与衣服发生摩擦,比如穿化学纤维制成的衣物就容易产生静电。干燥的环境更有利于电荷的积累和转移,特别是冬天,当空气的相对湿度低于45%时,地板或工作台上的胶板都有可能产生静电。

为了评估电气和电子设备遭受静电放电时的性能,建立通用的和可重现的基准,国家标准GB/T17626.2?2006/IEC61000?4?2:2001规定了电气和电子设备遭受直接来自操作者和对邻近物体的静电放电时的抗扰度要求和试验方法[3]。标准中规定试验时环境温度控制在15~35 ℃,相对湿度控制在30%~60%。由于南北方气候地域性差异,可以用除湿器和加湿器对湿度进行控制。将静电放电分为接触放电和空气放电。以接触放电为优先选择。接触放电的电流脉冲波上升时间为0.7 ns,比空气放电快,其波形中的谐波成分更丰富,因此对设备考核更准确更严格。静电放电发生器输出电流波形如图1所示。

对于台式设备,受试设备放于绝缘衬垫上,绝缘衬垫位于水平耦合板上,施加静电放电部位为受试设备上可触及的金属部分。试验中测试的电子计价秤没有接大地,其金属部分和水平耦合板之间应使用带泄放电阻的电缆连接,或者使用带泄放电阻和碳纤刷的接地电缆。如图2所示。

非自动秤通用检定规程JJG555?1996对电子秤等在检定和使用中做了更为详细的规定,静电放电方面指定试验严酷程度为3级,即接触放电6 kV,空气放电8 kV。判据要求为在干扰和无干扰情况下,其示值之差应不大于最小分度值;或者秤能检出干扰误差[4]并反应显著。

2 电子秤静电放电案例

2.1 试验仪器

试验过程中使用的静电放电发生器为特测NSG438,如图3所示,满足IEC61000?4?2标准,配置其他适当的放电模块,还可以满足其他静电放电标准。

2.2 问题描述

某型号电子秤正常工作时,正确显示标称砝码示值。当对水平耦合板进行6 kV间接放电后,显示屏示值出现紊乱,并且伴有出错报警音,甚至死机。

2.3 干扰分析及抑制

常用电子计价秤系统框图如图4所示,被秤物品重量的变化将导致传感器形变,输出变化的模拟信号,信号放大后经过必要的滤波传送到模/数转换模块,转换成便于处理的数字信号,微处理器对这些采集到的数字信号进行解析,最终将结果输出到显示屏显示。

对水平耦合板施加的干扰主要是通过空间耦合到电子计价秤内部。试验过程中显示屏示值出现紊乱,初步锁定易受电磁波干扰的元器件。检查线路板发现CPU微处理器的工作晶振外壳没有接地,对晶振实施有效的接地后发现前期施加干扰时秤示值一直跳动,干扰停止后即可恢复正常,随着干扰施加次数的增多,又重新出现紊乱现象,即使干扰停止也不能自行恢复正常。晶振接地可以起到一定的抗干扰作用,但还不足以从根本上解决示值偏移及工作稳定性问题。

进一步分析原理图发现系统中还有一个很重要的模块――模/数转换芯片,该部分电路中应注意地线的正确连接及地平面的完整性。地线的电平变化将对模拟电路部分的工作产生很强的干扰,数字噪声容易重叠在模拟量输入电压中,使A/D转换器工作不正常。针对这个切入点,分析了试品的PCB走线,发现线路板中模拟地和数字地分开,没有进行有效的共地处理。从整个板子的角度分析,模/数转换芯片内部两个地其实早已连接在一起,这个时候如果把模拟地和数字地分开,整个板子就会出现一个大的回路,引起回路噪声。将模拟地和数字地进行共地连接后重新进行试验发现试品在整个试验过程中工作稳定,有效地抑制了静电放电干扰。整改后PCB板如图5所示。

3 结 语

系统的晶振接地对抑制干扰有一定的作用,布板时可以在封装做一个接地的焊盘,需要注意的是批量生产中回流波峰焊后需要手工补焊该点。静电放电对环境湿度依赖性较大,操作者使用电子秤前应事先采取措施除去静电[5?6]。同时适当添加压敏电阻、电容或者TVS管等补救措施都能在一定程度上抑制静电放电。为了少走弯路和节省时间,在电子系统设计前期就应充分考虑并满足产品抗干扰性的要求,合理摆放敏感元器件,对PCB板做好必要的防静电措施[7?10],如加大复位线、时钟线与其他布线间的距离,铺地时尽量避免尖角,并合理布局好过孔,避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施,导致批量生产成本的提高。

参考文献

[1] 刘尚合,武占成.静电放电及危害防护[M].北京:北京邮电大学出版社,2004.

[2] 中国石油化工集团公司安全环保局.静电安全教育读本[M].北京:中国石化出版社,2007.

[3] 国家标准化管理委员会.GB/T17626.2?2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验[S].北京:中国标准出版社,2007.

[4] 国家技术监督局.JJG555?1996非自动秤通用检定规程[S].北京:中国计量出版社,1997.

[5] 郎永强.静电安全防护要诀[M].北京:机械工业出版社,2011.

[6] 高攸纲.屏蔽与接地[M].北京:北京邮电大学出版社,2004.

[7] 顾海洲,马双武.PCB电磁兼容技术[M].北京:清华大学出版社,2004.

[8] 黄智伟.印制电路板(PCB)设计技术与实践[M].北京:电子工业出版社,2009.

[9] 田广锟.高速电路PCB设计与EMC技术分析[M].北京:电子工业出版社,2011.

[10] 姜付鹏.电磁兼容的电路板设计[M].北京:机械工业出版社,2011.

抗静电范文第3篇

关键词:抗静电剂 表面电阻率

塑料薄膜的种类繁多,平常我们所接触的有:聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯膜、聚酯膜等等,在农业、包装、工业、日常生活中应用广泛,然而塑料薄膜加工过程中常因静电而发生卷曲和黏附,因此,塑料的抗静电问题已经引起人们的高度重视。塑料的抗静电处理方法很多,如机械法、湿度调节法和物理化学改性法等。由于前两种方法受设备或环境条件的制约,因此目前普遍采用添加抗静电剂的化学改性方法,抗静电剂是一种能防止产生静电荷,能有效地消散电荷的以表面活性剂为主体的化学添加剂,即将抗静电剂加入到树脂中或涂于塑料表面,从而降低塑料制品的表面电阻率,减轻或消散塑料在加工和使用过程中的静电积累。

一、静电的产生

什么叫静电:即相对静止不动的电荷,通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所带的正负电荷。

两种物质相互摩擦时,容易失去电子的一方带上正电,容易得到电子的一方带上负电。这两种独立存在的正电荷和负电荷就是人们通常所指的静电(即静止的电荷)。除摩擦作用之外,电场或电磁场的感应也是静电产生的一个重要原因。

摩擦过程中的电荷不断产生也不断消失。电荷消散的主要途径有三个:即摩擦物体的体积传导,表面传导和向空中辐射。但当摩擦物体的电阻过高,电荷来不及泄露时,物体就会因电荷的聚集而带电。

二、抗静电剂的性能

添加抗静电剂要求在高温加工如混炼、造粒、吹塑等过程中不分解、不变质,与其它助剂相容性好、塑化良好,卫生、无毒,吹塑成型后,当薄膜表面迁移出的抗静电剂分子层受到破坏时,内部的抗静电剂应能及时渗出,恢复薄膜的抗静电性能,涂层型抗静电要求与塑料薄膜附着性能好,耐摩擦,易溶于醇类、苯类、酯类等有机溶剂或水,且成膜后透明、无雾度、无彩虹现象。

三、抗静电剂的作用机理

抗静电剂的作用机理:抗静电剂可以在材料表面形成导电层降低电阻形成导电网络使电荷转移,这样就可以避免电荷滞留在材料表面形成静电,另一方面,抗静电剂还可材料表面、降低摩擦系数,从而抑制和减少静电荷的产生。

四、抗静电剂的种类及应用

目前实用的塑料抗静电剂以表面活性剂和亲水性高分子为主。

塑料抗静电用的表面活性剂主要有以下品种: 阳离子型、非离子型和两性型。

表面活性剂作为抗静电剂使用时,要在材料表面形成抗静电剂分子层。其分子的亲油性基团植于树脂内部,亲水性基团则在空气一侧取向排列。前者使抗静电剂和塑料保持一定的相容性,后者吸附空气中的水分子在材料表面形成一层均匀的导电溶液,或自身离子化传导表面电荷达到抗静电效果。

表面活性剂可以用水、醇等溶剂配成溶液直接喷涂、浸渍或涂刷材料表面,脱除溶剂后形成抗静电涂层。这种方法使用时以阳离子型表面活性剂效果最好。

但目前最常用的使用方法是将表面活性剂混配到树脂中,并均匀分布在聚合物内。加工后,抗静电剂分子会向外迁移,并形成抗静电层。当表面的抗静电层缺失或损坏时,内部的抗静电剂分子可以继续向外迁移补充,所以具有持续的抗静电效果。这种方法使用时非离子表面活性剂应用最多。

表面活性剂型抗静电剂在使用过程中存在很多缺点,如抗静电效果缺乏永久性、析出使表面变差、加工时受热分解、对于温度和湿度依赖性大等。而用各种亲水性聚合物作为抗静电剂可以解决以上问题。将聚氧化乙烯(PEO)等作为导电单元的各种亲水性聚合物加入到基体树脂中形成合金可永久地保持抗静电效果。这些含有导电单元的亲水性化合物由于分子量较高而区别于低分子量的表面活性剂型抗静电剂,称为高分子型永久抗静电剂。

目前应用最多的抗静电方式是添加抗静电剂。抗静电剂是一种能防止产生静电荷,能有效地消散静电荷的以表面活性剂为主体的化学添加剂。使用抗静电剂的方式是表面涂覆或内添加。

五、塑料导电、抗静电和绝缘性能的评价依据

1.导电材料

2.静电消散材料106~108

3.抗静电材料108~1012

4.绝缘材料>1012

目前就导电、抗静电材料的分界线说法不一,导电材料与静电消散材料之间的界限为105或106,静电消散材料与抗静电材料的界限为108或109,抗静电材料与绝缘材料的界限为1012或1013。

对薄膜的防静电处理主要有两种方法:一是外部用抗静电法,主要是用外部喷洒,浸渍和涂敷抗静电剂或材料表面,使材料表面浸渍上抗静电剂;二是内用抗静电法,主要是将抗静电剂或导电材料熔合到塑料中,使之成为抗静电性能的材料。

2.内加抗静电剂法

七、表面电阻率与抗静电性能等级

八、试验结论

1.表面涂覆法就是在塑料制品表面涂上一层抗静电溶液,通常将抗静电剂配制成一定浓度的溶液,采用喷涂或浸渍的方法使其附着在塑料表面。这种处理方法的优点是操作简便,可以直接在已加工好的制品表面进行涂布,从而避免了塑料在成型加工温度下抗静电剂可能的热分解,但使用寿命较缩,经过水洗或摩擦后,表面抗静电涂层易脱落。

2.内加法添加适当比例的抗静电剂,可以达到较长时间的抗静电效果,抗静电剂的添加量取决于抗静电剂本身的性质、树脂的种类、成型加工条件、制品形态以及对抗静电效果的要求,一般来说,抗静电剂添加0.5~3%就可以得到良好的抗静电效果。

3.抗静电剂是吸湿的化合物,所以物料含有一定量的水分,但在塑料成型加工过程中,少量水分的存在就会引起制品产生各种弊端,因此,在将抗静电剂配入树脂前,或成型加工之前必须进行充分干燥。

参考文献

抗静电范文第4篇

关键词:聚烯烃 抗静电剂 使用条件 发展

抗静电剂是添加于塑料中或涂敷于制品表面,能够降低表面电阻和体积电阻,适度增加导电性,从而防止制品上积聚电荷的物资。当塑料制品因摩擦而产生静电时,由于电阻很高,加之吸水性又低,形成的静电不易消去,静电压和容量的聚集增大,使塑料制品容易吸附尘埃,影响其制品的透明性及表面洁净和美观,而且还可以影响制品使用性能。所以,聚烯烃用抗静电剂的研究、生产是塑料助剂中发展较快的一种。

一、抗静电剂作用机理

抗静电剂消除静电的方式主要有如下四种:(1)抗静电剂的亲水基增加制品的吸湿性,形成一个单分子的导电膜。(2)离子型抗静电增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。(3)电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙之间的介电性。(4)增加制品表面的平滑性,降低其摩擦系数。

二、抗静电剂种类

抗静电剂主要是一类表面活性剂物质,按使用方式可以分为外部抗静电剂和内部抗静电剂两大类。外部抗静电剂基本要求是牢固结合在树脂表面、抗静电效果好、适应于多种环境、不污染制品和环境;内部抗静电剂要求与树脂相容性好、不影响树脂物理性能、抗静电性能高且持久、耐热性好能经受住树脂高温加工、毒性小,特别要求与其他树脂助剂并用不产生相抗作用等。常用抗静电剂按化学结构分主要有阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型。

1.阴离子型抗静电剂

该类抗静电剂分子活性部分主要是阴离子,如烷基磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐、二硫代氨基甲酸盐、羧酸盐等。该类产品主要用于化纤油剂和油品的抗静电剂,在塑料工业中除某些烷基磷酸酯和烷基硫酸酯用于PVC和聚烯烃作为内部抗静电剂使用,大部分用作外部抗静电剂。其中聚合型阴离子抗静电剂,如马来酸酐与其他单体共聚物盐类、聚丙烯酸盐、聚苯乙烯磺酸盐等,与被处理的基料具有良好粘附性,是性能不错的永久性外部抗静电剂。

2.阳离子型抗静电剂

该类抗静电剂主要包括各种胺盐、季铵盐、烷基氨基酸盐等,其中季铵盐最为重要,抗静电性能优良,对高分子材料有较强的附着力,广泛用作纤维和塑料抗静电剂,主要品种有硬脂酸三甲基氯化铵和硬脂酸二甲基戊基氯化铵常用于合成纤维抗静电剂,也作为塑料外部抗静电剂;烷基叔胺硝酸盐是重要塑料抗静电剂,代表品种为SN,采用硬脂酸与N,N-二甲基丙胺缩合,再与环氧乙烷和硝酸进行季铵化反应制得,广泛用作聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、聚乙烯、聚丙烯和聚酯等内外抗静电剂;烷基叔胺硫酸酯盐是合成纤维重要抗静电剂,代表品种抗静电剂TM,是由三乙醇胺与硫酸二甲酯合成而得,主要用于丙烯腈纤维、聚酯、聚酰胺等合成纤维;硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基胺二氢磷酸盐是一种效果不错的塑料内外抗静电剂。

3.非离子型抗静电剂

该类抗静电剂分子本身不带电荷,而且极性很小,通常具有一个较长的亲油基,与树脂有良好相容性,是合成材料良好的内部抗静电剂,主要有聚乙二醇酯或醚类、多元醇脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、脂肪酸乙氧基醚等化合物。其中甘油脂肪酸单和双酯、山梨糖醇脂肪酸酯等热稳定性好,并赋予制品透明性,适用于聚烯烃和软质PVC的内部抗静电剂;脂肪酸聚乙二醇酯与树脂相容性好,是聚烯烃良好的内部抗静电剂;脂肪醇或烷基酚为起始剂的环氧乙烷的加合物聚醚作为内部抗静电剂,适用于PVC、ABS、聚烯烃和聚苯乙烯等;长链烷基胺与环氧乙烷加合物是适应于聚烯烃、薄膜、板材和模塑制品的高效抗静电剂;烷基醚醇胺类化合物代表产品是美国氰胺公司的Cyastat 477,具有良好热稳定性,是高密度聚乙烯和聚苯乙烯的高效抗静电剂;脂肪酸烷醇酰胺及其酯作为抗静电剂适应于聚苯乙烯、硬质PVC及低密度聚乙烯。

4.两性型抗静电剂

该类物质作为抗静电剂使用主要有季铵羧酸内盐、咪唑啉金属盐等。如十二烷基二甲基季铵己内盐是几乎适合各种合成纤维的良好外部抗静电剂,同时也适于塑料和感光材料,作为内外部抗静电剂,能赋予材料良好耐热和附着性能;聚醚型季铵羧酸内盐也是一种效果不错的合成纤维用抗静电剂;咪唑类金属盐与多种树脂有良好相容性、热稳定性好,是聚烯烃优良的内部抗静电剂,也可以用于合成纤维。

三、抗静电剂的使用条件

理想的抗静电剂应具有如下条件:(1)抗静电效能大而持久。(2)耐热性好,在成型加工的高闻下或反复进行热加工时不分解。(3)与塑料的相容性适中,既有一定的相容性,有具有一定的不相容性,在熔融加工时与树脂良好相容,但当表面的抗静电剂分子层受到破坏时,内部的抗静电剂能够及时渗出,形成新的分子层,恢复防电效能。(4)不影响塑料的加工性能和制品性能。(5)与其他助剂的相容性好。(6)无毒、无臭、对皮肤无刺激。价格低廉。

四、抗静电剂应用状况

抗静电剂在全球将有广泛的应用。北美地区抗静电剂市场2011年将以年均6%左右的速度增长。就其用途看,大多使用在电子家电产品以及食品包装材料上。而从抗静电剂种类看,乙胺类多使用在聚烯烃上,做为电子设备包装;而季胺化合物则常使用在PVC,如工业传送带、磁片包装及瓶子等;脂肪酸酯类则多使用在聚烯烃内部抗静电用。欧洲抗静电剂市场预计年增长率为2.5%,就用途而言,主要使用在聚苯乙烯、ABS及其他苯乙烯系聚合物的处理过程,由于内添加剂型抗静电剂通常具有的功效,故有时难以与剂加以区分。在日本,抗静电剂主要以0.1%~0.2%的浓度混合入塑料之中,其中聚丙烯是最常使用抗静电剂的塑料产品,其次为PVC及ABS。日本2010年非离子型/阳离子型抗静电剂用量约为8000吨,未来年均增速为1%左右。

抗静电剂是近年发展较快的一类品种。受电子和医疗等行业的带动,永久型抗静电剂发展尤为迅速,预计其增长率将是迁移型抗静电剂的两倍。高分子型的永久抗静电剂是前景看好的产品,具有成型时在树脂中发挥分散固定的效果,而与低分子型(表面活性剂系)相比,又具有成型后效果直接显现、不挥发、不会受到接触污染、清洗后效果不会降低等特点,但属于高价位产品。汽巴精化的永久型抗静电剂Irgastal P系列,可应用于热塑性塑料电子包装和医疗产品;卡博特公司的Cabelec 4701是具有永久抗静电效能的专用料;RTP公司推出PermaStat Plus系列产品,适用于生产医疗产品或电子设备中需要无尘、无静电的环境;Claruant Masterbatches公司和Goodrich公司也分别推出永久性抗静电母料。

五、我国研究与开发现状

我国抗静电剂在20世纪80年代中后期开始发展,许多科研机构和生产企业陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸钠)、DPE(烷基二苯醚磺酸钾);上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN(十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐),另外该厂生产的抗静电剂PM(硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物)、抗静电剂P(磷酸酯与乙醇胺的缩合物);北京化工研究院开发的ASA-10(三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物)、ASA-150(阳离子与非离子表面活性剂复合物)。

近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品,其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂;ASB系列产品则为有机硼表面活性剂(主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯)与其他非离子表面活性剂复合而成;ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成,杭州化工研究所开发的HZ-1(羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物)、ECH(烷基醇酰胺);天津合成材料工业研究所开发的IC-消静电剂(咪唑-氯化钙络合物);上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂,已经形成系列产品,在使用效果和性能上处于国内领先地位,部分品种可以替代进口产品,如SH-102(季铵盐型两性表面活性剂)、SH-103、104、105等(均为季铵盐型阳离子表面活性剂),SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂;济南化工研究所JH-非离子型抗静电剂(聚氧乙烯烷基胺复合物)等;河南大学开发的KF系列等,如KF-100(非离子多羟基长碳链型抗静电剂)、KF-101(醚结构、多羟基阳离子永久型炕静电剂)。

另外还有聚氧乙烯醚类炕静电剂,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等;抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的抗静电剂,主要用于合成纤维领域。由于一种抗静电剂在抗静电效果、持久性和对材料性能影响等方面有自已特点,所以大量开发几种表面活性剂复合而成的抗静电剂品种;另外从应用角度看,关于聚烯烃、聚苯乙烯、软质PVC等制品的抗静电技术已基本取得突破。

国内开发与生产基本能够满足需求,但是诸如硬质PVC、ABS及其他工程塑料存在的抗静电持久性差的问题尚没有完全解决,国内也在加快开发力度;国内广东工业大学和华南理工大学开发的采用鱼油改性作为抗静电剂值得关注,鱼油的主要成份是不饱和脂肪酸甘油酯,通过酯交换法,将鱼油与甘油进行醇解,在碱催化剂下制备甘油酯,作为抗静电剂,特别适合用于食品包装材料中;由于塑料等高分子材料实际使用抗静电剂量很少,采用混炼法添加抗静电剂很难均匀分布于制品中,因此采用母粒形式加入,因此抗静电母粒载体树脂选择和制备是非常关键和有意义的工作,在选择母粒的载体树脂时,为了确保抗静电剂的均匀分散,通常选用熔融指数较高的牌号,因此无论聚丙烯还是聚乙烯抗静电母粒的熔融指数都比基础树脂要高。

六、结束语

综上所述,用于聚烯烃的抗静电剂生产技术已经取得了突破性进展,一些特殊领域的抗静电持久性仍需研究;有很大高分子型的永久抗静电剂是较为有潜力的一种,尤其是在精密的电子电气领域,利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂是发展方向。

参考文献

[1]陈乐怡,合成树脂及塑料,2002,19(6):45-50.

[2] 张旭之,陶志华,王松汉等.丙烯衍生物工学[M].北京:化学工业出版社,1995.97

[3] 西晓丽,王喜.世界聚丙烯催化剂技术新进展[J]上海化工,2005,30(7):22-23.

[4] 伍青,林尚安,祝方朋.过渡金属配合物催化烯烃聚合及共聚合〔J〕.石油化工,2004,33(21):361.

[5] 何叶尔.聚丙烯树脂的加工与应用[M].北京:中国石化出版社,1994.5.

抗静电范文第5篇

摘要:综述了聚酯纤维抗静电改性的研究进展,根据改性实施阶段分别从聚合阶段、纺丝阶段和纤维或织物后整理3方面进行阐述,评述了各种改性方法的优缺点,并指出舒适性、耐久性、工业化是抗静电聚酯纤维未来发展不可或缺的趋势。

关键词:聚酯纤维;抗静电;改性

聚酯纤维(涤纶)广泛应用于服装、家饰以及其他工业领域。然而聚酯纤维的大分子间以共价键相互连接,不能电离,也不能传递电子和离子,另外其分子基团极性较小,属于疏水性纤维,从而易产生静电[1]。静电不仅对聚酯纤维的生产过程造成困难,使织物相互缠绕、吸尘,而且还会使服装纠缠人体,产生不适感,此外,静电还是引起火灾、爆炸等事故的主要诱发原因之一,从而限制了聚酯纤维的应用。因此为了拓展聚酯纤维的应用,对其进行抗静电改性显得尤为重要。标准状况下的普通合成纤维的体积比电阻为1013Ω•cm以上,属于绝缘材料,经抗静电改性后的聚酯纤维,其体积比电阻可以达到107~1012Ω•cm[2]。对纤维进行抗静电改性主要有3个途径:①提高纤维亲水性;②电荷中和法;③静电逸散法[3]。目前国内外对聚酯纤维抗静电的改性方法很多,根据改性实施阶段可大致分为3类,一是聚合阶段改性;二是纺丝阶段改性;三是纤维或织物后整理。

1聚合阶段改性

聚合阶段改性主要是利用共聚法,即在合成聚酯时加入亲水性单体或抗静电剂等改性组分,使其与聚酯单体通过共聚来增强聚酯材料本体的电导率,从而提高聚酯纤维的抗静电性能[4]。共聚法常用的抗静电剂为聚乙二醇及其衍生物。在早期研究者中,石明孝等[5]曾采用聚乙二醇(PEG-2000)合成的聚醚酰胺作为抗静电剂,然后与PET切片熔融共混纺丝。当抗静电剂质量分数3%时,改性纤维的抗静电半衰期从纯PET纤维的267.3s下降到21.9s,满足抗静电要求。但是,聚乙二醇的附着性差,易喷出,所以通常要加入第二抗静电改性组分—磺酸盐或无机盐,以改善PEG与PET的相容性,另外还可以加入导电聚合物(如纳米级金属氧化物),使其与抗静电剂起到协同抗静电作用。张国强等[6]以三氧化二锑、醋酸钴和醋酸钠为催化剂,同样采用原位聚合在聚酯合成时加入间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠(SIPE)、聚乙二醇(PEG)及无机导电粉体,制备了抗静电聚酯,熔融纺丝得到聚酯纤维。

当加入导电粉体质量分数为1%时,聚酯纤维的质量比电阻达到2.1×108Ω•g/cm2,抗静电效果显著。徐关祥[7]在聚酯聚合阶段添加纳米级二氧化硅和氧化锌得到纳米改性聚酯,直接通过熔体纺丝制得抗静电聚酯纤维。经纳米改性制备的聚酯纤维,因掺入了半导体性质的二氧化硅和氧化锌,从而能够形成良好的静电屏蔽性能,大幅度降低其静电效应。陈晓蕾等[8]采用原位聚合的方法制备了抗静电涤纶(PET)/锑掺杂二氧化锡(ATO)纳米复合材料,再经熔融纺丝制备出抗静电复合纤维。当ATO质量分数为1%时,纤维的体积电阻由2.7×1013Ω•cm下降到4.9×108Ω•cm,且抗静电纤维的渗滤阀值1.05%,低于传统抗静电填料。采用共聚法制得的聚酯纤维不仅具有理想的抗静电性能,而且耐久性良好,但此方法还存在一定的局限性。因为在聚酯合成时引入其他化合物需要改变聚酯合成工艺流程,面对众多的聚酯产品,此方法普遍适应性较差,且成本较高,所以尚未实现工业化生产。

2纺丝阶段改性

纺丝阶段改性可以通过在纺丝熔体中以某种形式(如母粒等)加入亲水性化合物或抗静电剂等改性组分,以改善纤维的抗静电性能;亦可以通过改变纺丝设备来提高纤维的吸湿性,从而提高纤维电导率,达到抗静电效果。

2.1共混改性

共混改性通常是添加具有导电性能的有机或无机物,并通过对其进行表面处理等方法,改善其在聚酯基体中的相容性等,提高体系的导电率,再经纺丝制得抗静电聚酯纤维。早期,通常采用PEG等多元共混体系来实现抗静电性能。仲蕾兰等[9]曾采用聚酯-聚乙二醇-十二烷基苯磺酸钠-硬脂酸盐四元共混体系,制备得到可纺性良好、抗静电性能优良的聚酯纤维。但添加的改性剂种类及含量较多,导致纤维强度下降。随着时展,碳纳米管(CNTs)因具有优良的力学性能、电性能和电磁性能[10],能显著提高聚合物的抗静电性能,从而受到各界广泛关注。闫承花[11]采用碳纳米管与聚酯切片混合制成抗静电母粒,再将抗静电母粒与PET切片共混纺丝制得PET/CNTs共混纤维,其通过添加少量的CNTs就能明显改善聚酯纤维的抗静电性能。当PET/CNTs共混纤维中CNTs的质量分数为0.8%时,其质量比电阻能达到6.75×108Ω•g/cm2,且纤维的抗静电性能随CNTs质量分数增加而增大,但考虑到加工问题,CNTs添加量不宜过大。刘柯妍等[12]采用聚酯分别与多壁碳纳米管(MWNTs)和羧基化多壁碳纳米管(MWNTs-COOH)共混制备得到复合材料,CNTs在PET中形成三维导电网络,提高了聚酯的导电性,从而经纺丝制备的聚酯纤维的抗静电性能也得到改善。由于MWNTs-COOH分散性好,与PET有较强的界面结合和相互作用,所以PET/MWNTs-COOH的导电性优于PET/MWNTs。共混改性无需改变聚酯合成的工艺流程,易于调整,且制备的抗静电聚酯纤维持久性较强。另外,共混改性可选择的抗静电材料种类较多,但这些材料与聚酯的相容性较差,会引起材料的表观和机械性能下降。

2.2纤维截面异形化

“异形”是相对于圆形而言,即在纤维生产中,通过改变喷丝板孔型或纺丝工艺条件来生产制造各种非圆形截面的纤维。目前,异形截面纤维至少有数十种,如扁平型、三角形、L型、C型、哑铃型、十字形等[13]。异形截面纤维具有很多优点,如吸水性强等。相对于圆形截面纤维,异形截面纤维的比表面积增大,吸水性增强,纤维的抗静电性能也随之提高。李翠芳等[14]研究分析了异形聚酯纤维的吸湿性能。在低温高湿条件下,相比于普通聚酯纤维,三叶形纤维的吸湿速率和平衡含水率更高,从而三叶形聚酯纤维的抗静电性能也要高于普通聚酯纤维。但是,仅通过改变喷丝设备制备的聚酯纤维抗静电性能得不到大幅度改善,且对环境湿度依赖较大,所以通常将改变喷丝设备与其他改性方法并用。裘大洪等[15]设计出“王”字形喷丝微孔,通过喷丝孔制备得到异形纤维,并且丝束牵伸过后,通到环氧改性丙烯酸钠的溶液中,再进行固化,即在纤维本体上固着一层抗静电层,从而得到高透气导湿抗静电纤维。叶敬平等[16]先将纳米二氧化硅以化学接枝的方法接枝到聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中制得抗静电聚酯切片,再将其与普通PET切片共混熔融经“一”字形喷丝板纺丝制得抗静电聚酯纤维,由于二氧化硅以化学键键合的方式存在于纤维中,故此纤维的抗静电性能耐久性较强。

3纤维或织物后整理

3.1表面处理改性

表面处理改性即对纤维或织物进行表层改性,不引起聚合物内部结构的变化,可大致分为3类:表面涂覆改性、等离子体改性、碱减量改性。

3.1.1表面涂覆改性

顾名思义,表面涂覆改性即在纤维表面涂覆表面活性剂类抗静电剂,从而提高纤维的吸湿性,降低表面电阻,改善纤维的抗静电性能。吕景春等[17]研发出一种提高聚酯纤维抗静电性能的复配整理剂,即先采用对苯二甲酸、乙二醇和聚乙二醇经熔融缩聚制得聚酯聚醚型亲水整理剂,再将其与去离子水混合配置成亲水整理液,然后向亲水整理液中加入非离子表面活性剂、高分子亲水性物质和壳聚糖溶液,得到复配整理剂。将聚酯纤维织物放入上述复配整理剂中,经二浸二轧工艺,烘干、冷却,得到同时具有优异亲水性和抗静电性的聚酯纤维。Chu等[18]利用溶胶-凝胶技术分别制备了纯TiO2水溶胶、纯ZnO水溶胶以及TiO2/ZnO复合水溶胶,通过浸压、烘干、烘焙等工序整理到涤纶织物表面。经处理后,涤纶织物的回潮率大大提升,抗静电性能也随之改善。就稳定性而言,纯ZnO水溶胶最好,纯TiO2水溶胶最差,复合水溶胶介于两者之间。戴杰等[19]利用三聚氰氯将壳聚糖的羟基引入到聚乙二醇分子链上,得到水溶性较好的壳聚糖衍生物(TCSO-PEG2000)。再用TCSO-PEG2000整理剂对涤纶织物进行处理。当整理剂质量浓度为8g/L、焙烘时间为5min、焙烘温度为120℃时,涤纶织物具有较好的力学性能、亲水性能及抗静电性能。此方法操作简单,成本较低,所以目前仍被广泛采用。常规表面涂覆方式制得的聚酯纤维,虽满足抗静电要求,但抗静电效果难以长久保存,不耐水洗,且在低湿度环境中无法起到抗静电效果。

3.1.2等离子体表面改性

等离子体表面改性是通过等离子体处理以及在材料表面进行等离子体接枝来改变材料表面结构的一种表面处理方法[20]。Ma等[21]采用低温等离子体对聚酯纤维织物进行表面处理,放电电压为50V,电极间隙为4mm时,织物的抗静电性能得到明显改善,再将处理后的织物浸渍于70℃、质量分数为60%的丙烯酸溶液中,停留30s,即通过等离子处理在涤纶表面引入羧基基团,提高织物吸水性,从而进一步提高织物的抗静电性能。Dincmen等[22]利用等离子体技术将二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)和二丙烯酸乙二醇酯接枝到涤纶织物表面,其中DADMAC作为抗静电单体,二丙烯酸乙二醇酯为交联剂,二者在织物表面形成单体/交联层,使织物实现耐久抗静电性能。

3.1.3碱减量改性

碱减量处理是指在高温和较浓的烧碱溶液中处理涤纶织物的过程。碱处理可改变纤维的表面形态及内部结构,使纤维表面受到刻蚀而产生微坑,形成孔隙,利用毛细吸水原理提高纤维吸水率[23]。但是,由于碱处理过程本身会造成纤维大分子的断链和剥离,也会造成纤维的质量损失。戴杰等[24]利用碱减量法对涤纶织物进行改性,发现经处理后的涤纶织物性能发生变化:织物纤维变细,纤维孔隙率提高,从而改善了织物的抗静电性、透气性、吸湿性。由于纤维表面孔隙较多,纤维的断裂强度也随之降低。

3.2表面接枝改性

表面接枝改性是利用热引发、紫外线、高能射线等,使纤维聚合物与亲水性单体接枝聚合的方法[25]。亲水性单体在纤维表面构成泄漏电荷通道,以降低纤维表面电阻,从而增加抗静电效果。聚苯胺具有特殊的电学、光学性质,经掺杂后可使聚合物具有导电性及电化学性能。Kutanis等[26]以重铬酸钾为催化剂,在水相盐酸溶液中将聚苯胺(PAn)接枝到涤纶织物表面得到PAn/PET复合导电材料,从而改善涤纶织物的抗静电性能。Abdel-Halim等[27]将壳聚糖、氯均三嗪-β-环糊精(MCT-β-CD)分别接枝于涤纶棉和涤纶织物表面,即通过接枝的方式引入羟基,提高织物吸湿性,且接枝了MCT-β-CD的织物比接枝壳聚糖的织物的吸水性能更好,从而抗静电效果更加优良。经表面接枝处理后,聚酯纤维的抗静电性能得到明显提升,且耐久性较好,但织物手感较差,设备投资费用较大,且对空气湿度有很强的依赖性,目前尚未实现工业化。

3.3在织物中嵌织导电纤维

嵌织式抗静电织物是在织物中等间距地置入导电纤维,利用导电纤维的静电诱导/电晕放电/泄露等作用的综合效果[28],像避雷针诱导雷电的原理,在织物中构建起静电泄漏和逸散的通道,增加静电荷逸散的速度,从而起到抗静电作用。韦毅俊等[29]将钛酸酯偶联剂处理后的碳黑分散在苯酚/四氯乙烷中制得溶解涂覆液,再将溶解-涂覆液均匀涂覆于PET纤维表面,制得碳黑/聚酯导电纤维,并将其嵌织到基体织物中,使得含导电纤维表面电荷密度均小于7μC/m2,可满足抗静电要求,且其抗静电性能基本不受水洗影响,具有较好的抗静电耐久性。石墨烯是一种新型碳材料,具有独特的二维纳米结构,电子传输率高、导电性能优越、机械强度非常高,所以在聚合物中添加少量石墨烯便可获得优良抗静电效果。于伟等[30]设计了一种含石墨烯的高强度抗静电聚酯纤维面料,其特征在于面料织物由径向纤维和纬向纤维编制而成。他们采用石墨烯与聚酯共混、挤出造粒,制成高石墨烯含量的聚酯母粒,然后与普通聚酯切片共混纺丝。径向纤维中的石墨烯含量高于纬向纤维,所以纬向纤维在织物中起增强作用,而径向纤维在织物中起抗静电效果。但石墨烯价格昂贵,所以此方法仅存在于实验阶段。

4结语

综上所述,在制备聚酯纤维的不同阶段都可以对其进行抗静电改性,但是改性方法各有优缺点。目前聚酯纤维抗静电改性已取得较大进展,有很多改性品种已投入工业化生产,但仍有不少品种还处于研究阶段。舒适性、永久性、工业化是未来抗静电聚酯纤维发展不可或缺的趋势。

参考文献

[1]陈伟,郭静.抗静电涤纶的研究及发展[J].聚酯工业,2007,20(2):5-7.

[2]周帆,顾爱军,曾文兵,等.聚酯纤维及其织物的抗静电处理工艺[J].合成纤维,2012,41(12):6-8.

[3]王青,王永志.聚酯材料抗静电方法[J].聚酯工业,2008,21(6:9-11.

[4]马娟,金剑,金欣,等.抗静电聚酯纤维及织物的研究现状[J].合成纤维,2016,45(10):1-4.

[5]石明孝,余茂林,祝一峰,等.抗静电剂对抗静电PET纤维表面形态的影响[J].合成纤维工业,1998,21(1):12-14.

[6]张国强,王锐,朱志国,等.新型抗静电聚酯纤维的制备及其结构性能[J].纺织学报,2013,34(1):7-11.

[7]徐关祥.一种抗静电可降解聚酯纤维:CN,101701374A[P].2010-05-05.

[8]陈晓蕾,王鲁民.纳米ATO在制备抗静电PET单体EG中的分散性[J].纺织学报,2008,29(6):1-6.

[9]仲蕾兰,袁孟红,何小军.共混抗静电涤纶纤维的研制[J].中国纺织大学学报,1995,21(3):94-99.

[11]闫承花.聚酯/碳纳米管共混纤维的抗静电性能[J].合成纤维,2012,41(2):20-22.

[12]刘柯妍,丁长坤,郭成越,等.聚对苯二甲酸乙二醇酯/多壁碳纳米管复合材料制备与性能研究[J].功能材料,2014,45(23):23025-23028.

[13]吴荣瑞.我国聚酯纤维改性的技术发展[J].高分子通报,2008,(8):101-108.

[14]李翠芳,刘红茹,张玉芳,等.三叶形涤纶织物的吸湿性能[J].纺织学报,2014,35(3):22-26.

[15]裘大洪,叶敬平,鲁传旺.一种抗静电聚酯纤维及其纺丝所用的喷丝板:CN203976991U[P].2014-12-03.

[16]叶敬平,朱亦祥,鲁传旺.一种抗静电的有光聚酯纤维的加工方法:CN,104073909A[P].2014-10-01.

[17]吕景春,王春霞,祁珍明,等.用于提高聚酯纤维抗静电性的复配整理剂及整理工艺:CN,105839411A[P].2016-08-10.

[19]戴杰,郭晓玲,朱学林,等.聚乙二醇接枝壳聚糖对涤纶织物性能的影响[J].合成纤维,2014,43(9):31-36.

[20]秦伟,张志谦,黄玉东,等.冷等离子体处理对PET纤维/环氧复合材料界面改性的研究[J].复合材料学报,2002,19(4):25-28.

[24]戴杰,郭晓玲,申国栋,等.碱减量和等离子体处理对涤纶织物的影响[J].针织工业,2015,(5):52-55.

抗静电范文第6篇

关键词:防静电;包敷纺纱;酸性染料;措施

随着我国经济的快速发展,劳动安全防护标准不断提高,织物原有的性能已越来越不能满足诸多特殊行业、特殊工作场所的要求:如煤矿、天然气、油田、化工厂、兵工厂、纺织、面粉加工等高粉尘、易燃易爆的工作场合;电子计算机、电子仪器、变电站等高频辐射对人体健康造成一定伤害甚至引起病变的环境;以及科技、军事反雷达侦察的伪装遮障物等等。

抗静电织物的开发与生产满足了以上工作环境要求,确保了相关行业安全生产和员工的生命安全,此品种开发具有十分重要的意义。

一、生产抗静电织物的主要方法

生产抗静电织物的主要方法有:织物表面整理、纤维化学改性、金属纤维与普通纤维条混、嵌织有机导电纤维和采用有机导电短纤维与棉型短纤维混纺纱线织成织物。前两者的抗静电效果随洗涤次数的增加而衰减,后三者的抗静电效果比较持久,而且组织、混纺纤维有较大的选择空间,纤维的物理性能不会受到后整理的影响,生产过程中难度也较大。

二、原料与组织的选择

我司生产原料选用易洗快干、坚固耐磨的涤棉混纺纱线包敷白色涤纶复合导电长丝。组织选择平纹组织,导电纱线浮于织物表面,使织物更易于产生电晕放电,提高抗静电性能,同时成布适宜于夏季服用要求,抗静电纱线与普通纱线比例为1:15。抗静电丝为涤纶基的白丝,染色适应性强,正常的染色工艺即可满足要求,不必为了掩盖抗静电丝而添加专门的染料。

三、各工序工艺与措施

1、细纱

(1)纺纱方法:对FA506型细纱机进行改造,在摇架上加装导丝装置。将长丝悬挂在吊锭上,同粗纱相同,靠张力退绕,经过导纱杆,导丝轮,将长丝从前钳口喂入皮辊,和须条一同输出,经过加捻将长丝包覆在须条中间形成芯丝。

(2)设备要求:为保证包覆效果,防止露白,长丝的喂人位置在纺z捻时置于须条中央偏左,纺S捻时置于须条中央偏右。导丝轮要求灵活、光滑,表面无毛刺,我们采用的是以铝合金为材料、表面镀硬铜的导丝轮,一般要求导丝轮配不加油密封轴承为宜。V型槽要有一定的深度,且底部弧的半径要小,V型轮运转要求平稳,左右摆动小,以保证氨纶丝喂入细纱前皮辊的位置准确、不偏斜。为保证芯丝相对须条的位置不变,要求细纱不使用嗽叭口横动装置。

(3)工艺要求:为增强外包纤维与导电长丝之间的抱合刀,捻度的选择一般比同号环锭纱高10%左右,较高的捻系数可进一步保证芯丝被包覆在中央不外露,改善包覆效果和提高成纱强力。包芯纱的条干均匀主要取决于外包纤维的细纱牵伸工艺,要改善条干,提高产品质量,采用中硬度胶辊配合重加压,以加强对纤维运动的控制,提高成纱条干水平。钢丝圈要选用适易走熟、通道宽敞和纱线接触面小的薄弓型、散热性好的型号。纺包芯纱时车速低,为控制气圈张力,保持正常成形和紧密卷绕。

(4)通过采取以上措施,成纱各项质量指标达到了用户要求,以下为T/C29+20D的成纱质量

(5)注意事项

①安装在摇架上的导丝轮,转动要灵活,光滑无毛刺,避免挂丝,

②去掉了喂入喇叭口横动装置要注意皮辊的磨痕情况,每天检查皮辊状态,必要时做条干对比,避免皮辊中凹影响成纱条干,

③遇断丝缠导丝轮时,切忌用利器刮割,以免起毛刺。

2、络筒

为了与普通纱线区分,使抗静电纱按照比例排列,使抗静电性能均匀,抗静电纱用红色酸性染料染色。

3、整经

(1)抗静电纱的总经根数较少,设计整经组织时设计的头份为抗静电纱的2倍,这样抗静电纱集中到一个经轴,为1:1的比例,可以利用小绞线直接分开。

(2)预留两根抗静电纱在边纱处,供布机借边用,

(3)为了确保不乱层,每轴(含抗静电纱)放3道绞线,起了机和浆纱上落轴处各放一道,尤其是中间的一道必须经过精心计算,确保浆纱车工有准备的情况下处理绞线,以免造成崩头。

(4)小绞就是分界线,不必再单独分层,便于操作。

3、浆纱工序

由于抗静电纱为包敷纱,浆料配方按照正常的品种进行设计,适度提高被覆。浆纱工艺路线为“重被覆、强渗透、小伸长、保回潮”。

(1)备轴时将含抗静电纱的轴置于最近浆槽处,确保抗静电纱在千分绞区最上层;

(2)为使防静电纱排列均匀,浆纱上轴时最上面的小绞棒处打一绞线供织机结经使用,落轴时打两遭绞线供穿筘和开车后检查;

(3)由于酸性染料染涤棉纱色牢度差,在高温高压下褪色快,要求上落轴、处理倒断快速,时间控制在3分钟内;回浆不再使用。

4、穿经工序

工艺:1 2 3 4 5 6 7 8顺穿,边纱采用4入,地纱为2入,注意事项:

(1)穿筘前需将地经和嵌经之间的绞线换成综丝杆,便于分梳和固定成两层纱,每个织轴在穿纱前根据绞线和染色情况,先找全工艺设定的嵌经根数,检查是否有倒断头引起的错层现象,分理正确后再穿纱。

(2)穿前将两道绞线结成环状,以免由于意外抽拉造成分层不清;

(3)由于含抗静电纱的浆槽内所有的纱都着色,必须根据绞线分层穿经。

5、织造工序

工艺路线“小开口、大张力、高后梁、迟开口”,多臂剑杆织机。

(1)插完片子后绞线换为绞杆;

(2)随第2道绞线的出现检查处理上轴短经是否有乱层;

(3)处理断经时分层处理,不允许跨层拉斜线;

(4)接经采用分层接经。

四、结语

1、采用以上措施,保证了本品种的连续生产性。

2、织造效率达92.6%,成品率99.75%,抗静电效果较好。

3、抗静电纱必须用酸性染料染色,不得使用其他染料。

抗静电范文第7篇

【关键词】PVC;抗静电;氧化锌;偶联剂

聚氯乙烯(PVC)因其具有较高的电阻(高达1015Ω),具备良好的绝缘性能。绝缘材料在某些情况下会引起一些静电电荷的积累,从而造成电击的不良现象。对于透明PVC抗静电材料而言,纳米级金属氧化物的粉体浅颜色可以填补制造透明PVC抗静电材料的空白。具有颜色浅、透明度较高、抗静电性能相对优良的物理性能,总之应用前景十分宽广。由于纳米级氧化物具有上述很多优点,所以本文研究的重点就是氧化锌与PVC的复合透明材料的抗静电性能。

1 纳米级氧化锌的制备

纳米级氧化锌的制备首先是以锌粉(平均尺寸为100目)为原料,第一步就是对锌粉进行做陈化处理。第二步就是将陈化处理后的锌粉与碳粉进行按照分子比的5:1进行混合,然后将混合后的粉料在电炉中加热至1000℃保温一段时间后,得到T-ZnOW粉末,这种粉末呈现出白色松软状物质。对于锌粉而言,陈化处理有助于保持样品的均一性与形貌的规整性,对于氧化晶须的生长十分关键。

2 氧化锌与PVC复合材料的制备

PVC原料是粉状的用常用的六型粉,国内的上海氯碱化工厂的SG-6,稳定剂,增塑剂和剂及加工助剂,比例如下,PVC 100,稳定剂TM181-FS 2,G16 1.2,Hst0.8,PA-20 0.8,MBS 4,ZnOw不同份份数。先将PVC和稳定剂内剂加入高速混合器里,混合到第6分钟,加入Hstey PA-20,最后加入MBS和ZnOw.混合整个过程时间为12min,使加入的助剂能够达到理想的分散状态,使PVC粉能有效的吸有相关的助剂。经过高速混合后的原材料,在60度以下出料,冷却到室温下后,再经过实验挤出机三辊压光成透明片材,挤出机五区温度为165,168,175,175,188,衣架式模头温度两边高中间低3-5度,分别为188,185,183,185,188,三辊温度分别为压辊55,中辊40,出片辊60,再经后联机组牵引出片。分别按不同的ZnOw份数进行取样。

3 抗静电性能测试

3.1 ZnOW含量对PVC抗静电性能的影响

从表1的实验数据可以明显的看出,随着氧化锌晶须含量的不断增加,复合材料的电阻率呈现出不断下降的趋势,当质量分数达到30%时,复合材料的表面电阻率可以达到1010Ω・cm,在满足材料透明性能的要求时,也满足了一般抗静电的需要。纳米级别的氧化锌是一种比较常见的n型半导体材料,容易比较产生缺陷和进行掺杂过程处理,同时还具有价格低廉和毒性较低的优点。经过氧化锌掺杂的PVC溶液作为一种正在研究的光电子信息材料,这种材料在可见光范围内具有较高的透射率和较低的电阻率,在防止静电方面具有着广泛的应用。扬州大学的陆萍教授在对PVC片材抗静电性能的研究过程中指出,表面改性的PVC片材的电阻从1012Ω降低至107Ω,并且可以保持一种长久的稳定性。

3.2 纳米级氧化锌粒子表面处理对PVC抗静电性能的影响

从3.1的实验结果可以看出,当纳米锌粒子的质量分数在30%时,其抗静电性能与透光性能达到最好。在ZnOW用量为30%的情况下,本文分别使用KH-380(硅烷偶联剂)、油酸对纳米级氧化锌粒子进行表面处理,从而在一定程度上改善氧化锌与PVC溶液的相容性,进一步提高粒子的在溶液中的分散性。表2为经过表面处理后的复合材料的电阻以及电阻率的大小。透光率的测定是将PVC复合材料加入已经经过校准的光度计0.5cm比色槽中,从而测定透光率,从而判断透明度的高低。

从表2的实验结果可以看出经过KH-380处理后的氧化锌晶须对于降低PVC电阻的效果相对没有经过处理和经过油酸处理的实验结果要好一些。主要原因是经过KH-380处理后的氧化锌晶须在PVC溶液中的分散性增大,从而提高了其导电性。对于那些经过油酸处理后的氧化锌晶须而言,由于颗粒表面被油酸包裹,限制了材料内部的电子传到,从而使得晶须间的接触电阻在不断的增大,导致了PVC材料的导电性能进一步下降。有的研究学者指出经过臭氧活化处理以后的氧化锌晶须在涂覆上PVC抗静电剂,可以制造出一种比较理想的抗静电材料,可以将PVC的表面电阻从1015Ω下降至107Ω,而且PVC表面的电阻值可以通过抗静电剂浓度的变化来进行调节。郭伟等人采用液相掺杂的方法将纳米锌颗粒均匀的掺杂进PVC溶液中,并且获得了较低的电阻值。另外经过溶胶凝胶法所制得的氧化物复合PVC板材,这种制备方法制备的产品均匀程度较好,热处理温度较低。经过KH380表面处理后的氧化锌晶须能够均与的分散在熔融状态的PVC中,得到的PVC板材的透光率也就越高,经过测定,透光率达到了85%。

4 小结

聚氯乙烯加入ZnOWr后具有良好的抗静电性能,广泛的应用在生活中的各个领域。本文通过相关参考资料的阅读,并结合相关实验数据探究了PVC透明片材的抗静电性能,得到的结论如下:

(1)随着氧化锌晶须含量的不断增加,复合材料的电阻率呈现出不断下降的趋势,当质量分数达到30%时,复合材料的表面电阻率可以达到1010Ω・cm。

(2)随着氧化锌晶须的含量增加,PVC片材的透明度下降;

(3)经过KH-380(偶联剂)处理后的氧化锌晶须对于降低PVC电阻的效果明显,

(4)经过KH-380处理后的氧化锌晶须除保持抗静电性能外有提高透明度的特点,透光率达到了85%。

参考文献:

[1]陈尔凡.偶联剂对氧化锌晶须/环氧树脂复合材料的影响[J].塑料工业.2013(4).

[2]陈世柱,伊志民.等.用喷雾燃烧法制备ITO纳米级粉末的研究[J].有色金属.2010(2).

抗静电范文第8篇

关键词:叠层输送带 阻燃 抗静电 管状 优势

中图分类号:TQ32 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(a)-00-01

1 研发阻燃叠层输送带的意义

这几年,我国煤炭产业发展迅速,在煤矿开采中,整芯阻燃输送带在煤炭与物料运输中使用极其广泛。输送带运输拥有连续性、高速度、大倾角运输之优点,使用安全、简单,维修简单,输送费用低廉,且可减少运输距离,减少耗能。此外人们认识到,恰恰因为不少井下带式输送机输送带起火事件催生了阻燃输送带的面世与发展,阻燃输送带标准的产生、不断完善又加速了煤矿开采中阻燃输送带使用过程中的相继改善与发展,使它更能适应煤矿开采的使用环境,降低或防止产生输送带起火事件,对煤矿安全生产具有重要意义。

2 阻燃输送带的研发进程

世界各国对煤矿用的输送带引起的火灾都非常重视,英国、西德等国家40多年前就开始了对输送带阻燃性能的研究。英国研发阻燃带始于1947年,阻燃带标准―BS3289.9O标准早在1950年就产生,现在已非常完善。我国阻燃带的研究和开发是近十几年的事。经历了一个从无到有、从低到高的发展过程。我从前制造的是橡胶输送带,它使用普通帆布做主支架,在80年代刚开始就研发了塑料整芯输送带,它使用维纶索切纱长纤维做主支架开。煤炭工业部在1983年发出了1119号检测规范文件,这文件包括三项安全性能―滚筒摩擦试验、酒精喷灯燃烧试验和静电试验,这标志我国阻燃带开始启产,阻燃带的研发在我国经历了三个阶段。第一代阻燃输送带,其主打产品是尼龙分层带和维纶整芯带。因我国当时原材料、纺织技术、化工原料生产的水平不高,第一代阻燃塑带虽然较安全,未发生起火事件,得到用户的好评,但于物理性能方面,其使用时间同普通棉帆布6层橡胶带差不多,具有带体易变硬、容易开裂,接头部位好吸水,导致接头强度降低,接头易损坏,带体表面龟裂等严重缺点,提高了煤矿开采的成本。第二代阻燃输送带,维纶整芯塑带被尼龙或涤纶整芯带代替,维纶塑料整芯带完全退出了它的历史舞台。第三代阻燃输送带,其芯的结构是三层整体编织,棉线位置改变,跑到了带芯表面,含棉量也为由26% 变成35-40%。这样既提高了阻燃带的抗冲击、抗砸能力,棉线也可起到保护强力层的作用,同时还充当了覆盖层的作用,提高了整芯阻燃烧、抗静电与滚筒摩擦试验。三代阻燃输送带和最新技术不难发现它们的优缺点。整芯阻燃输送带与分层橡胶带相比具有抗撕裂、不分层、带体薄、阻燃性能好、运输、装拆方便,价格低、使用寿命长等优点,因此,受到了煤矿用户的好评。不过,因整芯织物阻燃输送带具有易磨损,使用时间短,不易成槽,接头不安全等缺点,提高了煤矿开采成本。而叠层阻燃抗静电管状输送带正因解决这些问题而被研发。

3 研制

这几年,因多发、频发煤矿安全事故,我国制定了禁令―停止安全标准不合格的输送带的生产、营销,煤矿开采不准使用此类输送带。针对这种状况,我公司开始研发对煤矿用叠层阻燃抗静电管状输送带的研发。

3.1 核心原材料

俄罗斯生产的NBR,产品编号为NBR2665,山西化工厂生产的CR,生产编号为3222;高效阻燃剂MB-202是济南泰星精细化工有限公司产品;复配增塑剂为自制;抗静电剂NP-6为化工产;阻燃剂以无机阻燃剂为主;其余均为市售品。

3.2 测验用配方

覆盖胶中,NBR和CR的比例为30∶70,炭黑使用量45,阻燃剂使用量95,复配增塑剂30,硫化促进防护助剂使用量10。贴胶中,CR使用量100,炭黑使用量25,阻燃剂使用量105,复配增塑剂45,硫化促进防护助剂使用量18。

3.3 样件的制做

在正交试验设计中,决定主体材料同时使用丁晴橡胶与氯丁胶,加强材料使用炭黑N220,阻燃系统采用氯化石蜡70#、氧化锑、复配增塑剂、高效阻燃剂MB-202,其中复配增塑剂的增添使辊筒摩擦测验很顺利,并且所有的物理机械性能与安全性能都没降。因采用无机阻燃剂,大大降低了阻燃塑胶的毒性与发烟量。

3.4 性能测试

经过测验,阻燃输送带的安全性能符合“《煤矿安全规程》第三百七十三条的规定,其阻燃性和抗静电性必须符合有关规定”。

4 新研发的输送带的优势

我公司新研发的叠层阻燃抗静电管状输送带,于2012年在淮南、包头、淮北矿业等单位投入使用,经实践证明具有优良的性能和较高的经济效益。新研发的技术具有以下的优势,是其他同类产品不具有的:(1)输送带带体柔软。虽然它在安装时处于低温的环境,但是因柔软的带体,带体基本没有发折断、损坏现象,不像PVG带在低温环境下带体变硬且会折断、损坏;若规格相同,叠层阻燃抗静电管状输送带比PVG带的重量轻,降低了工人的劳动强度与劳动量;(2)输送带运行平稳。运输中不会产生跑偏情况,而且当巷道输送机不稳定时,输送带也不会受任何影响;接头卡接非常牢固,使用到现在都很完好;(3)能减少设备的能耗和磨损,延长输送机的使用寿命。表面橡胶抗强外力损坏能力非常强,不会像PVG带样发生掉皮情况。表面橡胶磨损少,边胶磨损后没有发生PVG带带体变窄现象,磨损量明显小于PVG带;(4)输送带的动力、成槽性、延伸率皆较优良。其动力输出性好,带子张紧时无打滑现象;成槽性好,承载物料输送时无洒料现象;带子延伸率低,无带体跑长现象。

5 结语

煤矿用叠层阻燃抗静电管状输送带的研发便于煤矿企业用户进行胶接头,提高接头安全系数,延长带子的使用寿命,降低输送带制造成本,可降低煤矿企业的开采输送成本,提高煤矿企业的经济效益。使用于煤矿开采中的叠层阻燃抗静电管状输送带拥有以往其他输送带不具备的优点,带体重量轻且非常柔软,顺槽输送适应性能佳,折装容易,降低了人工安装皮带的劳动强度,提高了驱动滚筒的动力输送性能,大大减轻了输送机输送的工作量,降低了设备耗能,增强了其耐磨能力,使输送机的使用时间变长。所以,叠层阻燃抗静电管状输送带的研发、生产、销售会成为企业未来新的利润增长空间。综上所述,煤矿用叠层阻燃抗静电管状输送带的研发在煤矿生产中有着非常重要的作用,为了能够进一步提升阻燃输送带的质量,确保井下生产的安全性以及稳定性,阻燃输送带的研发必须向强度高、分层少、重量轻方向迈进,从源头上提高质量,同时一定要充分运用新材料、新工艺、新技术,赶上并超越世界先进水平。

参考文献

[1] 张春蕾,陆蔚.高温耐热输送带的开发[J].橡胶科技市场,2005,3(3):22-24.

[2] 戴立新,叶宗文,刘彦华.钢丝绳难燃输送带的研制[J].橡胶工业,1991,38(6):346-348.

抗静电范文第9篇

[论文摘要]目前,静电在生物工程中有着重要的应用。介绍高分子抗静电的方法,阐明高分子材料抗静电技术在我国的发展和策略。

静电广泛地存在于自然界和日常生活之中,如人们每时每刻呼吸的空气每厘米就含有100500个带电粒子;自然界的雷电;干燥季节里人身上化纤衣物由于摩擦起电而粘附在身体上,这一切都是比较常见的静电现象。实际上,静电在生物工程中有着重要的应用。

一、高分子抗静电的方法概述

高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射,三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此,通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂,添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法,而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。

(一)添加导电填料

这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中,目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。

(二)与结构型导电高分子材料共混

导电高分子材料中的高分子(或聚合物)是由许多小的重复出现的结构单元组成,当在材料两端加上一定的电压,材料中就有电流通过,即具有导体的性质,凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同,它属于分子导电物质。根本上讲,此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料,但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差,无法直接单独应用,一般作导电填料与其它高分子基体进行共混,制成抗静电复合型材料,这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性,效果更好更持久。

(三)添加抗静电剂法

1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质,其结构通式为RYx,其中R为亲油基团,x为亲水基团,Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的亲油基团,羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团,此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类:阳离子型抗静电剂;阴离子型抗静电剂;非离子型抗静电剂;两性型抗静电剂。

导电机理无论是外涂型还是内加型,高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种:(1)抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性,吸收空气中的水分子,形成“海一岛”型水性的导电膜。(2)离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。(3)介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻,增加导电性和加快静电电荷的漏泄;二是减少摩擦电荷的产生。

2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物,它们与基体树脂有较好的相容性,因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。

二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况

我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸钠)、DPE(烷基二苯醚磺酸钾);上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN(十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐),另外该厂生产的抗静电剂PM(硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物)、抗静电剂P(磷酸酯与乙醇胺的缩合物);北京化工研究院开发的ASA一10(三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物)、ASA一150(阳离子与非离子表面活性剂复合物),近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品,其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂;ASB系列产品则为有机硼表面活性剂(主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯)与其他非离子表面活性剂复合而成;ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成,杭州化工研究所开发的HZ一1(羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂(咪唑一氯化钙络合物);上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂,已经形成系列产品,在使用效果和性能上处于国内领先地位,部分品种可以替代进口,如SH一102(季铵盐型两性表面活性剂)、SH一103、104、105等(均为季铵盐型阳离子表面活性剂),SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂;济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。(聚氧乙烯烷基胺复合物)等;河南大学开发的KF系列等,如KF一100(非离子多羟基长碳链型抗静电剂)、KF-101(醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂),另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等;抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的,主要用于合成纤维领域。

从抗静电剂发展来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是在精密的电子电气领域,目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。

三、结语

我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好,针对目前国内研究、生产、应用与需求现状,对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。

(一)加大新品种开发力度

近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂;用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯;用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求,开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种,并不断强化应用技术研究,以满足国内需求。

(二)加快复合抗静电剂和母粒的研究与生产

今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配,向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料,如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾,国内要加快抗静电母粒的开发与研究,促进我国抗静电剂工业发展。

参考文献:

[1]高绪珊、童俨,导电纤维及抗静电纤维[M].北京:纺织工业出版社,1991.148154.

[2]张淑琴,抗静电剂,化工百科全书,第1版,化学工业出版社,1995(4):667.

抗静电范文第10篇

关键词:加油站; 综合防雷; 防静电;检测方法

中图分类号:TU856文献标识码: A 文章编号:

近年来,汽车加油站的雷电灾害和静电事故时有发生,直接威胁到加油站周围人群和建筑物的安全,削弱了加油站作为城市能源枢纽的功能,因此对加油站的雷电综合防护是非常重要的。在防雷检测和雷灾事故调查中发现,有些汽车加油站防雷设计不完善,没有考虑综合防雷措施,存在着雷击事故隐患。《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB50156-2002)[1]对汽车加油站防雷抗静电作了详细规定,并对有些条款作了强制性规定。加油站综合防雷包括建筑物、储油罐、电源及信息系统防雷。

1建筑物的防雷及检测

建筑物年预计雷击次数按下式计算: N = kNgAe[2] ,根据计算出来的年雷击次数并参照《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)第2.0.3条的要求,汽车加油站属于标准规定的“具有1区爆炸危险环境的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者”,因此汽车加油站应定为二类防雷建筑物。其建筑物包括加油罩棚、办公室、营业室、值班室、控制室及其它附属建筑物,它们的防雷按建筑物、构筑物的防雷考虑,一般采用避雷带保护,这样比较经济可靠。这些建筑物在设计和施工时,利用其框架结构的桩作为垂直接地体,利用地梁与承台作为水平接地体,利用桩内两条对角主筋作为引下线,利用天面板筋作为接闪网格(通常为10m×10m或8m×12m),因此只需要沿天面四边设避雷带,在四角设50cm避雷短针进行防护即可。如加油站为尖顶型结构,需要在尖顶部位安装避雷针,常规设计高度为100cm避雷针。

检测时,对于平顶加油罩棚应到天面上测量避雷带的接地电阻,通常测四周的四个点,要用钢锉将检测点打磨干净,以求检测结果准确。其他附属建筑物要一同检测。有的加油站油罐呼吸阀在加油罩棚天面上伸出,因此在检测加油罩棚避雷带时一并检测。建筑物防雷接地电阻应≤10Ω。

2油罐的防雷及检测

金属油罐必须作环形接地,其接地点不应少于两处,其间弧形距离不宜>30m,接地体距罐壁应≥3m。钢油罐顶板厚度<4mm时,应装防直击雷设施,当顶板厚度≥4mm,可不装防直击雷设施。但对位于多雷区(年平均雷暴日数>40天)的油罐和铝顶油罐,应安装独立避雷针做防直击雷保护。独立避雷针与被保护油罐的水平距离应≥3m,保护范围应高于呼吸阀2m以上。对于北方地区, 年平均雷暴日数通常<40天, 因此可不安装独立避雷针防直击雷。

油品储罐埋在土里,受到土层的屏蔽保护,故不需再装设避雷针防雷。高出地面的呼吸阀、量油孔、通气管、放散管及阻火器等附件,有可能遭受直击雷或感应雷的侵害,应相互做良好的电气连接并应与储罐的接地共用一个接地装置,给雷电提供一个泄入大地的良好通路,防止雷电反击火花造成雷击事故。

油罐检测时,要测量进、出油管和呼吸阀等暴露在外面部分的接地电阻。要在呼吸阀法兰的上部测量,这样既可以测得接地电阻,又可以发现法兰是否锈蚀而接触不好。要检查进出油管、量油孔、阻火器等金属配件的电气连接情况,测量连接接触电阻。防雷接地装置冲击接地电阻 ≤10Ω;输油管路防感应雷接地装置其接地电阻 ≤30Ω;电气连接接触电阻 ≤0.03Ω[3]。

3电源、电话线和信号系统的防雷及检测

通常,大部分雷击事故是雷电波通过电源线、电话线等线路传导而发生的。做好电源线、电话线和信号系统保护是加油站防雷的重要组成部分。要求加油站的信息系统(通讯、液位、计算机系统等)采用铠装电缆或导线穿钢管,配线电缆外皮两端、保护钢管两端均应接地,减少雷电波的侵入,减少或消除雷电事故。3.1供电电源防雷防止雷电波从电源线侵入的办法是将电源线穿金属管埋地引入,穿管长度宜≥2ρ(ρ为当地土壤电阻率,单位为Ω·m)。加油站的380/220v供配电采用TN-S系统, PE线与N 线必须分开设置,各用电设备形成等电位连接,PE线正常时不走电流,这在防爆场所是很必要的,对人身和设备安全都有好处。在380V低压总配电箱安装标称通流容量25KA的10/350μs波形的开关型模块式电源避雷器,用于整个加油站所有用电设备的第一级电源防护。在税控加油机或一般加油机电源配电箱和营业大厅电源配电箱内,分别安装具有防火功能的标称通流容量20KA的8/20μs波形的第二级电源防雷箱,电源线选用耐油性能良好的带塑料护套的4×2.5mm2绝缘线。UPS电源、计算机管理设备、加油机数据传输设备及其它精密设备使用第三级插座式电源防雷器。避雷器应选用防爆型产品。3.2电话线防雷加油站大多建在开阔地带的公路两旁,电话线很多是架空引入的,雷电波很容易通过电话线输入而击毁电话机,甚至引起火灾,因此有必要做好电话线的防雷。办法是在电话线进入室内前穿金属管埋地(埋地长度不宜小于2ρ),金属管首尾要接到接地系统上,电话线在接入电话机前安装专用的电话避雷器,并要可靠的接地。

3.3信号系统防雷

在液位检测仪信号线路上装额定负载电流1~1.5A的大功率特殊信号避雷器,用于保护液位检测仪。在营业厅加油机总控制线上安装精密的控制信号避雷器,用于加油机总控制线路的保护。在拨号网络通讯线MODEN前和通讯系统进线端分别安装电话线路、通信线避雷器,用于各设备网卡及电话通信线路的防雷保护。

检测时要看是否安装电源和信号系统避雷器,若没有则必须进行整改。测量接地电阻值,查看连接是否完善,连线截面积是否够用,接触是否良好,有没有松动、碳化现象,并作详细记录。

5防静电及检测

油品在输送过程中会产生大量的静电,因此管道的始端、末端和分支处应设防静电和防感应雷的联合接地装置,避免管道上聚集大量的静电荷而发生静电事故。管道设防感应雷接地,让感应雷电流通过接地装置泄人大地,避免雷击事故的发生。检测时,检查防静电接地线钳的腐烂程度、接触情况、锈蚀情况,测量接地电阻值。加油机检测时要特别注意加油枪软胶管的接地良好性,由于加油抢使用频率高,这个地方容易产生接地不良现象,是防静电的隐患地带。要多测量几次,确保加油抢接地良好。防静电接地电阻要求≤100Ω,法兰接触电阻小于0.03Ω。 6接地系统及检测

加油站的地网可分为直击雷保护接地(接地电阻≤10Ω)、防静电接地(接地电阻≤100Ω)、电源工作接地(接地电阻≤10Ω)、信号线路直流工作接地(接地电阻≤4Ω)四个部分,依据有关规范的要求,加油站的接地应采用统一接地的接地形式,并在各处做等电位连接,统一接地电阻要求≤4Ω。油罐的罐体及罐的金属构件以及呼吸阀、量油孔等金属附件,电力电缆外皮,加油机地脚螺钉等均应与接地系统做可靠的电气连接, 考虑到地网使用的长期性和耐腐蚀性,建议使用非金属接地模块制作地网。地网布置依据地形进行设计。水平接地体使用40×4mm镀锌扁钢,埋深0.6米;垂直接地体使用L50×50×5×2000mm镀锌角钢,垂直接地体间使用非金属接地模块(专用防雷接地模块),埋深>1.5m。地网引出测试极到地面上,以便以后检测地网情况。

7结语

汽车加油站所属环境为雷电高风险地区,依据《建筑物防雷设计规范》的要求,应该按二类建筑物雷电防护要求来考虑,其油罐区应按一类建筑物雷电防护要求来考虑。根据国家有关规定,汽车加油站等易燃易爆场所的防雷装置应每半年检测一次。检测时要按规范要求从建筑物、储油罐、供配电系统、信息系统等几个方面入手,做到细致全面、不留死角,发现问题,排除隐患。

参考文献

1中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中华人民共和国建设部. 汽车加油加气站设计与施工规范.北京:中国计划出版社,2002。

2国家技术监督局,中华人民共和国建设部.建筑物防雷设计规范.北京:中国计划出版社,2001.

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