[摘要] 針對目前紡織行業用塑料配件易帶有靜電的現象,分析其主要材料特征及其加工方法的基 礎上,通過對靜電產生的原因及其表征的表述,重點介紹了抗靜電劑的作用原理及其使用要求, 從聚合物的種類及其與抗靜電劑的相容性等方面提出了抗靜電劑的選用要求和使用要點。
關鍵詞:塑料配件;抗靜電劑;材料特征;相容性;選用
塑料配件具有較優越的物理機械性能,可代替鋼、鋁、合金及木材等;因而廣泛應用于多個領域,包 括紡織器材及紡織機械配件,如紗管、梭子、吸棉管、 電器外殼、齒輪等。紡織用塑配件除要滿足使用要 求的物理機械性能外,還應滿足使用環境的特殊要 求,如防塵,有些配件使用于相互摩擦環境中,這時 要求配件必須具備相應的抗靜電性能。
1 紡織塑配件用材料及加工方法
1.1 紡織用塑配件主要材料
目前,塑料材料因其優越的性價比,廣泛應用于紡織塑配件中,一為紡織機械中的塑料配件,二是紡織器材。目前,幾乎大部分的熱塑性塑料及一部分 的熱固性塑料可用于加工紡織塑配件。其中應用較 廣的通用塑料材料有:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等; 工程塑料材料有ABS、聚碳酸酯、聚甲醛、尼龍、PM- MA等;增強塑料有增強尼龍、增強PET、增強聚甲 醛等;合金塑料也應用廣泛,有PC/PE、PC/PA、 PET/ABS等;熱固性塑料有酚醛、DMC等。
1.2 主要加工方法
依據材料的性能,制造紡織塑配件的方法也不 盡相同,最常用的方法有注射加工、擠出加工、模壓 (鑄模)等。
1.2.1 注射加工
注射加工是塑料加工中最常用方法,幾乎所有 的熱塑性塑料及部分熱固性塑料均可使用該方法加 工。其特點是加工簡單,可成型形狀復雜的制品及帶有嵌件的制品,加工批量大,特別適用于紡織器材 及結構復雜的紡織機械配件如:紗管、梭子、齒輪等。
1.2.2 擠出加工
擠出加工的制件須經后加工工序,在紡織器材 及紡織機械配件中部分產品采用這種加工方法,其 特點是連續加工的結構尺寸規格不變,可根據使用 的具體要求裁取不同的長度。
1.2.3 模壓(鑄模)成型
模壓成型主要用于熱固性塑料加工相對于注塑 成型的設備及模具其投入較低;目前主要用于酚醛 塑料及高分子量的聚乙烯加工。除了上述主要加工方法外,用于紡織塑配件的 加工方法還有中空成型、澆注成型等。
1.3 紡織塑配件的主要性能
紡織用塑配件的主要物理機械性能,與其它工 業塑配件應具有同等的要求。由于其使用環境的要 求,塑料件的絕緣性能不具備優越性,特別是在容易 產生靜電的環境下,這時,對于部分塑配件的抗靜電 性能應特別關注,如梭子、吸棉管等。
2 抗靜電性能的表征
2.1 塑料制件靜電的產生
塑料制件是絕緣體,其靜電的產生有多種途徑, 如與帶電體接觸或兩種材料間的相互摩擦;紡織塑 配件靜電的產生途徑主要是后者。兩種材料通過摩 擦接觸產生靜電荷,且對電子吸附能力不同,一類失 去電子表面帶正電荷,一類得到電子而帶負電荷,所 帶電荷的數量取決于:①兩種材料的摩擦程度及頻 度;②摩擦的性質;③空氣的相對濕度;④塑料材 料的電子性能,如介電常數、電阻系數。作為工業用 材料,難免使兩種材料之間發生摩擦及類似于摩擦作用,把高表面電阻及低介電常數集于一身,難免產 生高的靜電電荷,甚至在空氣中達到15 kV/cm的 靜電壓,很有可能造成個別部件工作失?；虬l生意外事件。
2.2 抗靜電性能的表征
抗靜電性能一般可用材料的電阻特征來表征。 根據材料的導電性能分為導體、半導體及絕緣體。 抗電性能可用體積電阻系數和表面電阻系數兩種方 式表示,體積電阻系數指邊長為1 cm的立方體,對 應兩面之間流過電流時的電阻值,用ρv表示(單位 為Ω·cm)。ρv=0~106Ω·cm時為導體,ρv=106 Ω·cm~1012Ω·cm時為半導體,ρv≥1012Ω·cm時 為絕緣體。一般導體及半導體不存在或有很小的靜 電,而塑料材料的體積電阻系數均大于1012Ω·cm, 所以容易產生靜電。表面電阻系數指物體表面積取 1 cm2的正方形,其對應邊間流過電流時的電阻,用 ρs表示(單位Ω)。表面電阻系數為1011Ω~1016Ω 時物質靜電顯著;而小于1010Ω,可防止靜電蓄積, 對于抗靜電要求較高的場合,ρs應在106Ω~109Ω 之間。
塑料的帶電現象主要取決于其自身結構,在熱 塑性塑料中聚苯乙烯最容易帶電,因此最易吸塵;還 有有機玻璃、聚乙烯、聚氯乙烯等。常見塑料的體積電阻系數見表1,表面電阻系數見表2。
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