[摘要] 針對(duì)目前紡織行業(yè)用塑料配件易帶有靜電的現(xiàn)象,分析其主要材料特征及其加工方法的基 礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)靜電產(chǎn)生的原因及其表征的表述,重點(diǎn)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(diǎn)。
關(guān)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(yōu)越的物理機(jī)械性能,可代替鋼、鋁、合金及木材等;因而廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,包 括紡織器材及紡織機(jī)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(jī)械性能外,還應(yīng)滿足使用環(huán)境的特殊要 求,如防塵,有些配件使用于相互摩擦環(huán)境中,這時(shí) 要求配件必須具備相應(yīng)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(yōu)越的性價(jià)比,廣泛應(yīng)用于紡織塑配件中,一為紡織機(jī)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(yīng)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(qiáng)塑料有增強(qiáng)尼龍、增強(qiáng)PET、增強(qiáng)聚甲 醛等;合金塑料也應(yīng)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(jù)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(diǎn)是加工簡(jiǎn)單,可成型形狀復(fù)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(jié)構(gòu)復(fù)雜的紡織機(jī)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(jīng)后加工工序,在紡織器材 及紡織機(jī)械配件中部分產(chǎn)品采用這種加工方法,其 特點(diǎn)是連續(xù)加工的結(jié)構(gòu)尺寸規(guī)格不變,可根據(jù)使用 的具體要求裁取不同的長(zhǎng)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(duì)于注塑 成型的設(shè)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(jī)械性能,與其它工 業(yè)塑配件應(yīng)具有同等的要求。由于其使用環(huán)境的要 求,塑料件的絕緣性能不具備優(yōu)越性,特別是在容易 產(chǎn)生靜電的環(huán)境下,這時(shí),對(duì)于部分塑配件的抗靜電 性能應(yīng)特別關(guān)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(chǎn)生
塑料制件是絕緣體,其靜電的產(chǎn)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(chǎn)生途徑主要是后者。兩種材料通過(guò)摩 擦接觸產(chǎn)生靜電荷,且對(duì)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(fù)電荷,所 帶電荷的數(shù)量取決于:①兩種材料的摩擦程度及頻 度;②摩擦的性質(zhì);③空氣的相對(duì)濕度;④塑料材 料的電子性能,如介電常數(shù)、電阻系數(shù)。作為工業(yè)用 材料,難免使兩種材料之間發(fā)生摩擦及類似于摩擦作用,把高表面電阻及低介電常數(shù)集于一身,難免產(chǎn) 生高的靜電電荷,甚至在空氣中達(dá)到15 kV/cm的 靜電壓,很有可能造成個(gè)別部件工作失?；虬l(fā)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(lái)表征。 根據(jù)材料的導(dǎo)電性能分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體及絕緣體。 抗電性能可用體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)兩種方 式表示,體積電阻系數(shù)指邊長(zhǎng)為1 cm的立方體,對(duì) 應(yīng)兩面之間流過(guò)電流時(shí)的電阻值,用ρv表示(單位 為Ω·cm)。ρv=0~106Ω·cm時(shí)為導(dǎo)體,ρv=106 Ω·cm~1012Ω·cm時(shí)為半導(dǎo)體,ρv≥1012Ω·cm時(shí) 為絕緣體。一般導(dǎo)體及半導(dǎo)體不存在或有很小的靜 電,而塑料材料的體積電阻系數(shù)均大于1012Ω·cm, 所以容易產(chǎn)生靜電。表面電阻系數(shù)指物體表面積取 1 cm2的正方形,其對(duì)應(yīng)邊間流過(guò)電流時(shí)的電阻,用 ρs表示(單位Ω)。表面電阻系數(shù)為1011Ω~1016Ω 時(shí)物質(zhì)靜電顯著;而小于1010Ω,可防止靜電蓄積, 對(duì)于抗靜電要求較高的場(chǎng)合,ρs應(yīng)在106Ω~109Ω 之間。
塑料的帶電現(xiàn)象主要取決于其自身結(jié)構(gòu),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(jī)玻璃、聚乙烯、聚氯乙烯等。常見(jiàn)塑料的體積電阻系數(shù)見(jiàn)表1,表面電阻系數(shù)見(jiàn)表2。
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