Оцінка показників електризування матеріалів
Лекція 2-14
Тема 7.Фізичні властивості текстильних матеріалів (закінчення)
Запитання, що розглядаються на лекції:
1. Основні поняття та теорії електризації текстильних матеріалів.
2. Оцінка показників електризування матеріалів.
3. Способи зниження електризування матеріалів
1.Основні поняття та теорії електризації текстильних матеріалів.
Текстильні матеріали в процесі їх виробництва, а також виготовлення та експлуатації швейних виробів постійно стикаються з поверхнями однорідних та неоднорідних тіл. Внаслідок виникнення та порушення контакту на дотичних поверхнях утворюються заряди статичної електрики, відбувається електризація матеріалів. Здатність матеріалів у певних умовах накопичувати на поверхні статичну електрику називаютьелектризуючістю.
При дотику (тертя) текстильних матеріалів на їх поверхні протікає одночасно два процеси: процесгенерації (збудження, виникнення) зарядів статичної електрики певної полярності та процесдисипації> (розсіювання) зарядів. Електризація тіл виявляється, коли рівновага між цими процесами порушується.
В даний час закінченої теорії, що пояснює електризацію тіл, поки що немає. Найбільшого поширення набули дві теорії.
Перша теорія, що розглядає електризацію як результат переходу носіїв зарядів (електронів або іонів) з однієї поверхні, що контактує, на іншу. При зіткненні діелектрика, зокрема текстильного волокна, з металом з поверхні останнього сходять електрони, що мають певний рівень енергії, і прилипають до поверхні діелектрика, повідомляючи йомунегативний заряд. Однак на практиці волокна при зіткненні з металами можуть заряджатися як негативно (наприклад, полівінілхлоридні волокна, нітрошовк, фторлон), так і позитивно (капронові, лавсанові, віскозні, природні волокна). Електризацію діелектрика позитивними зарядами у разі пояснюють присутністю з його поверхні електронів, здатних за певних умов, залишаючи діелектрик, залишати «дірки», які можна як позитивні заряди. В результаті негативні електрони і позитивні «дірки» утворюють між поверхнями, що контактують, Подвійний електричний шар.
Інша теорія розглядає причину електризації діелектриків - за рахунок орієнтації полярних молекул, розташованих на поверхні волокон. Текстильні волокна є полімерними діелектриками, макромолекули яких мають полярні групи та, отже, постійні дипольні моменти. На поверхні тіл рівновагу зарядів порушено, і тому існує певний поверхневий потенціал, величина якого залежить від поляризації молекул, характеру їхнього розташування в поверхневому шарі та його щільності. При зіткненні двох поверхонь виникає електричне поле, під дією якого відбувається орієнтація диполів, у результаті між контактуючими поверхнями виникає подвійний електричний шар. При порушенні контакту поверхонь подвійне електричне поле роз'єднується і кожна з поверхонь, що контактують, виявляється зарядженою електрикою протилежного знака.
Електризація матеріалів є поверхневим ефектом, що виникає в результаті порушення контакту між двома поверхнями. При терті електризація підвищується внаслідок того, що саме тертя - це низка послідовних виникнення іпорушень контактів поверхонь, що труться. Підвищення поляризації і диполяризації молекул при терті пов'язано з тим, що теплота, що виділяється, сприяє більшій рухливості диполів і їх більш легкої орієнтації.
Механізм електризації ускладнюється такими факторами, як електрохімічна спорідненість, наявність сторонніх адсорбованих речовин на поверхні тіл, загальний стан поверхонь, що приходять у зіткнення, довкілля.
Оцінка показників електризування матеріалів
Електризуваність текстильних матеріалів оцінюєтьсявеличиною заряду,тобто його щільністю Q, Кл/см 2 іполярністю заряду(його знак буває позитивним і негативним). Так як електризуваність матеріалів тісно пов'язана з розсіюванням зарядів статичної електрики, то однією з основних характеристик електризування є питомий електричний опір ρ, Ом-м.
У зв'язку з тим, що нині немає методики роздільного визначення об'ємного та питомого поверхневого електричного опору для текстильних матеріалів, практично вимірюють сумарний питомий опір. Подібною стандартною характеристикою для тканин і трикотажних полотен служить питомий поверхневий електричний опір ρs.
Під поверхнею у цій характеристиці розуміється поверхня зіткнення матеріалу з електродами певного розміру при заданому навантаженні. Слід зазначити, що питомий поверхневий опір значною мірою залежить від площі зіткнення поверхні матеріалу з електродами приладу: зі збільшенням цієї площі питомий опір зменшується.
Знак електричного заряду, що виникає на дотичних поверхнях, залежить від хімічної будовиречовини. При терті текстильних матеріалів величини електричних зарядів різко зростають протягом перших 10 с, потім збільшення зарядів уповільнюється, досягаючи насичення, після чого спостерігається деяке зниження електризації. Тому величину заряду визначають зазвичай, у момент насичення, тобто. електризуваність оцінюють за максимальною величиною заряду.
Щільність електричного заряду, що виникає на поверхні матеріалу, та його питомий поверхневий електричний опір залежать насамперед від волокнистого складу матеріалу (табл. 20).
Найменшою щільністю зарядів та найбільшою електропровідністю характеризуються бавовняні матеріали, а також матеріали з гідратцелюлозних волокон та ниток (віскозних та мідноаміачних). Трохи вище щільність зарядів, що виникають, і питомий поверхневий опір у матеріалів з природних білкових волокон (вовняних, шовкових). Матеріали із синтетичних волокон та ниток виявляють при терті найбільшу електризуваність. Ацетатні та триацетатні матеріали займають проміжне положення.
Показники електризування текстильних матеріалів