Tekstila materiāli
Tekstilmateriāli ir elektriskās izolācijas materiāli ar augstu īpatnējo pretestību, jo īpaši sintētiskās šķiedras, piemēram, poliestera, akrila šķiedras un hloršķiedras. Tāpēc tekstilizstrādājumu apstrādes procesā cieša kontakta un berzes dēļ starp šķiedru un šķiedru vai starp šķiedru un mašīnas daļām. Tas izraisa elektriskā lādiņa pārnesi uz objekta virsmas, kā rezultātā rodas statiskā elektrība. Šķiedras ar vienādu lādiņu atgrūž viena otru, un šķiedras ar dažādu lādiņu piesaista daļas. Rezultātā šķemba ir mataina, dzijas matainums ir palielināts, ruļļa veidošana nav laba, šķiedra pielīp pie detaļām, palielinās dzijas lūšana, un uz auduma virsmas veidojas izkliedējošā sloksnes ēna. Pēc apģērba elektrifikācijas tiks uzsūkts liels daudzums putekļu, kurus ir viegli piesārņot. Turklāt apģērbs un cilvēka ķermenis, apģērbs un apģērbs arī tiks sapinušies vai radīs elektriskās dzirksteles. Tāpēc elektrostatiskie traucējumi ietekmē vienmērīgu apstrādi, izstrādājumu kvalitāti un audumu nodiluma īpašības. Ja statiskā elektrība ir nopietna, statiskais spriegums sasniedz vairākus tūkstošus voltu, kas izlādes rezultātā radīs dzirksteles, izraisīs ugunsgrēku un nopietnas sekas.
Jau ilgu laiku ir konstatēts, ka diviem izolatoriem berzējoties vienam gar otru un atdaloties, objektiem ar augstāku dielektrisko koeficientu ir pozitīvs lādiņš, bet objektiem ar zemāku dielektrisko koeficientu – negatīvs. Šis ir 19. gadsimta beigās atklāts likums, kas atbilst daudziem eksperimentu rezultātiem. Eksperimentā iegūto dažādu šķiedru elektrostatisko potenciālu secība ir parādīta 3-32 tabulā (eksperimenta apstākļi ir temperatūra un gaisa relatīvais mitrums 33%). Kad divu veidu šķiedras tabulā ir berzē, tabulas augšpusē esošās šķiedras ir pozitīvi uzlādētas, bet zemāk esošie punkti ir negatīvi.
1. tabula šķiedras elektrostatisko potenciālu secība
Vilna, neilons, viskoze, kokvilna, zīds, poliesteris, polivinilspirts, poliakrilnitrils, hlors, nitrils, hlors, vinilpolipropilēns, fluors, šķiedra
+ -
Pirmā potenciālo secību tabula 1757. gadā, kurā kā tekstilmateriāls bija tikai vilna, ir izvietota tabulas tuvajā pozitīvā galā. Nākotnē daudzi cilvēki ir veikuši pētījumus šajā jomā. Dažās publicētajās potenciālajās sekvencēs dažādu šķiedru izkārtojuma secība nav gluži vienāda, un dažas atšķirības ir salīdzinoši lielas. Bet vispārīgi runājot, poliamīda šķiedras (vilna, zīds un neilons) ir izvietotas netālu no virsmas pozitīvā lādiņa gala, celulozes šķiedras ir izvietotas virsmas vidū, bet oglekļa ķēdes šķiedras ir izvietotas virsmas negatīvā lādiņa galā. Jāņem vērā, ka nelielas eksperimenta apstākļu izmaiņas var izraisīt šķiedras potenciāla izmaiņas. Un pēc tam, kad tekstilmateriāls ir uzlādēts, katras materiāla daļas potenciāls nav vienāds, dažām daļām ir pozitīvs lādiņš, dažām daļām var būt negatīvs lādiņš, situācija ir sarežģītāka.
Tekstilmateriālu pārnēsātās statiskās elektrības "stiprību" izsaka ar materiālu uzlādēto daudzumu (kulonu vai elektrostatisko vienību) svara vienībā (vai laukuma vienībā). Visu veidu šķiedru maksimālais elektriskais lādiņš ir gandrīz vienāds, bet elektrostatiskā samazinājuma ātrums ir diezgan atšķirīgs. Galvenais faktors, kas nosaka elektrostatiskās sabrukšanas ātrumu, ir materiāla virsmas īpatnējā pretestība. Attiecība starp dažu audumu virsmas īpatnējo pretestību un puslaiku, kas nepieciešams elektrostatiskajai sabrukšanai līdz pusei no sākotnējās vērtības.
Logaritmiskā attiecība starp dažādu audumu lādiņa pusperiodu{0}}un virsmas pretestību ir lineāra. Jo lielāka ir virsmas īpatnējā pretestība, jo ilgāks ir pusperiods. 1. tabulā parādīta sakarība starp dažu audumu virsmas īpatnējo pretestību un lādiņa pusperiodu (testa apstākļi ir temperatūra 30oC un gaisa relatīvais mitrums 33%). Ja starp abām tabulā norādītajām šķiedrām rodas berze, uz virsmas izvietotās šķiedras ir pozitīvi uzlādētas, bet zemāk esošās šķiedras ir negatīvi uzlādētas.
Tekstilmateriālu pārnēsātās statiskās elektrības "stiprību" izsaka ar materiālu uzlādēto daudzumu (kulonu vai elektrostatisko vienību) svara vienībā (vai laukuma vienībā). Visu veidu šķiedru maksimālais lādiņš ir gandrīz vienāds, bet statiskās elektrības sabrukšanas ātrums ir ļoti atšķirīgs. Galvenais faktors, kas nosaka elektrostatiskās sabrukšanas ātrumu, ir materiāla virsmas īpatnējā pretestība.
Jo lielāka ir auduma virsmas īpatnējā pretestība, jo ilgāks ir lādiņa -pusperiods. Tāpēc, ja tekstila auduma īpatnējā pretestība tiek samazināta līdz zināmai robežai, elektrostatisko parādību var novērst.
Ražošanas prakse rāda, ka celulozes šķiedras pārstrādi tekstila rūpnīcā reti kad traucē statiskā elektrība. Apstrādei, piemēram, vilnai un zīdam, ir zināmi elektrostatiskie traucējumi. Tomēr poliestera, neilona, poliestera un citu sintētisko šķiedru apstrāde ir pakļauta lielākajiem elektrostatiskajiem traucējumiem.
Lai atrisinātu elektrostatiskos traucējumus sintētisko šķiedru auduma valkāšanas procesā, sintētiskajai šķiedrai un tās audumam ir jānodrošina izturība un antistatiska veiktspēja. Ir daudz veidu, kā izgatavot sintētiskās šķiedras, un to audumiem ir izturīgas antistatiskas īpašības. Piemēram, ja sintētisko šķiedru polimerizē vai vērpj, pievieno hidrofilu polimēru vai vadošu mazmolekulāru polimēru; vai ar kompozītmateriālu vērpšanas metodi izgatavo kompozītšķiedru ar hidrofilu ārējo slāni. Piemēram, vērpšanas procesā sintētisko šķiedru var sajaukt ar šķiedru ar spēcīgu mitruma uzsūkšanos vai atbilstoši potenciālajai secībai šķiedru ar pozitīvu lādiņu var sajaukt ar šķiedru ar negatīvu lādiņu, un audumu var apstrādāt ar izturīgu hidrofilu palīgvielu.
Tirgū ir trīs veidu antistatiski audumi: antistatisks audums ar vadošu stiepli, antistatisks audums ar vadošu šķiedru un antistatisks audums ar papildu apdari.
