纺织品常用导电纤维鉴别

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 纺织品常用导电纤维鉴别 摘要： 中国论文网 /8/view-12919967.htm 本文采用长度电阻率、点对点电 阻、电荷面密度对导电纤维的导电性能 进行评定，结合纤维的形态特征和化学 特性进行鉴别。结果表明：在温度 （202）、相对湿度（355）%的测 试环境下，长度电阻率109/cm，点对 点电阻108，电荷面密度2C/m2， 可作为纺织用导电纤维的评定依据；同 时对纺织常用导电纤维鉴别和定量测定 进行了系统分析。 关键词：纺织；导电纤维；纤维 鉴别 1 引言 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 纺织品中的静电问题是个普遍现 象，大部分化学纤维织物因摩擦会产生 静电，在天然纤维中羊毛等动物纤维也 有静电问题。静电问题极大地影响了织 物外观以及舒适性等，静电电荷的积聚 容易引起灰尘附着、服装纠缠肢体产生 粘附不适感；较高的静电压可对人体产 生电击，并可引起电子元件损坏。目前 纺织常用导电纤维主要有：金属纤维、 碳纤维和有机导电纤维等，其中以有机 导电纤维为主。然而，在目前的检验工 作中还没有关于纺织品中导电纤维的定 性和定量的系统鉴别方法，无法对此类 产品进行有效评价。因此，建立纺织用 导电纤维鉴别方法非常必要。 2 导电纤维导电性能评价 2.1 电阻法 测试系统由测试电极 、高阻计、 绝缘台面组成。测试电压有 100V、250V、500V、1000V，测量范 围 1051016，电阻计的精度 10%。电极为两个直径（655）mm 的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 金属圆柱体，电极材料不锈钢，电极单 重（2.50.5）kg。电阻表：测试电压 9V，测量范围 103106。 测试环境：温度（202），相 对湿度（355）%。 2.1.1 长度电阻率 纤维的电阻直接反映纤维导电性 能的优劣，可以通过纤维的电阻值对其 导电性能进行评价。以聚酯纤维有机导 电纤维为例，不同测试电压和测试距离 下的电阻测试结果不同。为了便于比较， 将纤维单位长度的电阻定义为长度电阻 率（/cm ） 。相同电压、不同测试距离 时长度电阻率与距离的关系见图 1；相 同长度、不同测试电压时长度电阻率与 电压的关系见图 2。 同一电压、不同测试距离下纤维 长度电阻率测试结果基本一致， 5cm、10cm 和 30cm 测试结果的精密度 性要高一些。同一长度、不同测试电压 下纤维的长度电阻率在电压 250V 以上 的测试结果和精密度都趋于平稳。故在 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 测量导电纤维长度电阻率时采用测试电 压 500V，测试距离 10cm。对于金属纤 维、碳纤维等导电性比较强的纤维，可 选择合适的电压和测试距离进行测量。 不同导电纤维的长度电阻率测试结果见 1。 为了比较导电纤维与普通纤维的 导电性能差异，选用不同纤维种类的纱 线，测试其电阻，结果发现采用测试电 压 500V、测试距离 10cm 时，所选不含 导电纤维的纱线：纯棉纤维纱线 （15.5tex） 、羊毛纤维纱线（17.2 tex2 ） 、 r 麻纤维纱线（23.9tex） 、粘胶纤维纱 线（30.0 tex2） 、锦纶纤维纱线（21.4 tex） 、桑蚕丝纤维纱线（5.9 tex） 、聚酯 纤维纱线（18.2 tex）电阻均大于 1014。相比较而言，导电纤维或含有 导电纤维的纱线的电阻要小，导电纤维 的种类不同，长度电阻率亦有差距。从 测试结果看，在温度（202）、相对 湿度（355）%条件下，导电纤维或含 有导电纤维的纱线的长度电阻率小于 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 109/cm。 2.1.2 点对点电阻 将测试样品放置绝缘台面上，测 试电极组放在试样上，测试电压 100V 或其他合适电压，电极之间的距离 30cm，测试时间 15s，选择合适的倍率， 记录电阻值。不同材质面料的点对点电 阻的测试结果见表 2。 点对点电阻就是纤维或纺织品两 点之间的电阻，从以上测量结果看，点 对点电阻反映了纤维的导电性强弱。若 面料含有导电纤维长丝或嵌线，沿着长 丝或嵌线方向测量，点对点电阻小于 108。例如试样 1、2 和 3。但无导电 纤维的方向或拆除导电纤维以后，点对 点电阻比较大。本文选择的含导电纤维 的毛涤面料，都是混纺面料，导电纤维 比较分散，所以点对点电阻比较大，基 本在 1013 以内；不含导电纤维的毛涤 面料的点对点电阻则稍大一些。含有棉 等吸湿性比较强的纤维，由于含水率比 较高，表现出一定的导电性，测得的点 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 对点电阻在 1013 以内。 电阻法适用于以长丝形式存在的 导电纤维的评定，从测试结果看，在温 度（202）、相对湿度（355）%条 件下，长度电阻率109/cm 或 30cm 的 点对点电阻108，可作为导电纤维的 一种评价依据。 2.2 电荷面密度 如果含导电纤维的纱线无法拆下 来或导电纤维与其他纤维混纺无法感官 识别，可采用电荷面密度的方法来对导 电性能进行评价。 法拉第筒及测试系统1；测试环 境：温度（202），相对湿度 （355）%。 以锦纶面料（214 根/10cm209 根/10cm，21.8tex2+21.4tex）作为摩擦 布，选择不同成分的面料，按照方法 GB/T 12703.22009 进行摩擦带电电荷 面密度测试，结果见表 3。 比较表 3 试验结果，含有导电纤 维的毛涤面料经、纬向摩擦带电电荷面 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 密度均小于 2C/m2；不含导电纤维的 毛涤面料则要高出 2 倍多。摩擦起电的 强弱与纤维的性质和表面粗糙程度有关， 毛纤维和合成纤维比较容易摩擦起静电， 棉等吸湿性比较强的纤维摩擦起电较弱， 试样 10 摩擦带电量较低，一方面是含 棉纤维的吸湿性，另一方面是面料比较 光滑；而试样 11 涤纶含量高于棉，表 面又比较粗糙，相比摩擦带电量比较高。 试样 6 含导电纤维的经向摩擦带电量小 于 2C/m2；去除导电纤维以后，经纬 向电荷面密度均明显增大。因此，摩擦 带电量2C/m2，可作为导电纤维的一 种评价依据。 2.3 结果与讨论 对于导电纤维或含有导电纤维的 纱线可直接测量长度电阻率；对于含导 电纤维的面料，如果导电纤维存在特定 的纱线中，可以测定其点对点电阻；如 果导电纤维采用混纺形式，可以测定其 摩擦带电电荷面密度。另外，纤维的吸 湿性能对导电性能有很大的影响，需要 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 根据试样的实际情况选择合适的方法。 纺织品中常用导电纤维的评价方法对比 见表 4。 3 常见导电纤维的形态 和鉴别 纺织品中通常加入导电纤维来降 低静电效应，导电纤维长丝或短纤维和 其他纤维混纺，可通过纤维的燃烧特征、 显微镜下的纵向形态及横向形态、化学 溶解性等特性，再结合导电性能对导电 纤维进行鉴别。 金属纤维其实就是一种极细的金 属丝，目前各国生产的金属纤维中碳钢 纤维居多，其次是不锈钢、铝、黄铜纤 维等。金属纤维的燃烧状态是接近火焰 时不熔不缩，接触火焰时在火焰中燃烧 并发光，离开火焰时自灭；燃烧时无气 味，残留物呈硬块状。金属纤维在显微 镜下观察纤维纵向呈黑色长杆状，横截 面多为圆形或不规则的长方形。金属纤 维由于具有独特的纤维形态和燃烧特征， 比较容易鉴别。 涂层导电纤维的表面一般是金属 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 涂层，具有一定光泽，通常基质为聚酯 纤维或聚酰胺纤维，纤维的燃烧状态与 基质纤维的燃烧状态和性质相近。如果 需要鉴别镀层是哪种金属，可用适当的 酸溶解，根据化学特性或仪器进行鉴别。 复合型导电纤维一般是将炭黑、 TiO2、SnO2、ZnO 等导电颗粒与常规 材料复合而成。根据复合纺丝所产生的 导电纤维一般有导电成分外露型、同心 圆型、并列型、芯鞘型和海岛型2。可 以通过在显微镜下观察纤维的纵向形态 和横截面形态，同时结合导电性能对纤 维进行鉴别；如果采用混纺和其他纤维 混合，在显微镜下观察除海岛型以外， 其他 4 种类型的纤维的纵向形态均表现 出一定的皮芯结构形态；海岛型导电纤 维一般纵向透光性差，在显微镜下表现 为通体黑色，再结合导电性能进行鉴别。 4 导电纤维的定量y 定 导电纤维以长丝的形式存在时容 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 易分辨，把导电纤维直接从织物上拆下 来，分别称量导电纤维的质量和织物的 质量，即可求出导电纤维的百分比含量。 在混纺织物中一般采用的是复合 型导电纤维，导电纤维的比例一般为 0.5% 5%，由于导电纤维的比例比较 小，存在一定的鉴别和定量检测难度。 定性时，取样一定要取一个完整组织， 制作的纤维切片要尽量包含所有组成纤 维。因导电纤维量比较少，在横截面切 片中难以发现，在纵向纤维切片中一定 要关注数量少、纤维形态不一样的纤维， 比如皮芯结构、透光性差的纤维（黑色） ，结合导电性能来判断是否含有导电纤 维。 确定含有导电纤维以后，确定导 电纤维的基质，如果导电纤维的基质与 其他纤维不同，可以按照 GB/T 2910 系 列标准方法检测；如果导电纤维的基质 与其中一种纤维相同，比如混纺织物中 既有聚酯纤维又有以聚酯为基质的导电 -精选财经经济类资料- -