驼绒和牦牛绒的电学性能比较

纤维主要是由原子通过共价键结合而成。干燥的纤维导电性很低，是一种良好的绝缘体。然而，天然纤维在生长发育过程中，化学纤维在加工制造过程中，都会引入一些其他物质，这些杂质能导电或在电场作用下能电离产生导电离子，从而增强了纤维的导电性能。

纤维的导电性用比电阻表示。对于纺织材料来说，由于断面面积或体积不易测量，一般采用质量比电阻表示材料的导电性。质量比电阻是材料长1 cm，质量为1 g时的电阻值。纤维质量比电阻的单位为（Ω·g）/cm2，体积比电阻与质量比电阻的关系：ρm=ρv×d=R×m/l2。

纺织品在生产加工和使用过程中易因摩擦和感应产生静电。回潮率普遍较低的合成纤维制品的电荷积聚现象更加显著。生产中纺织材料的带电现象常会导致纤维缠绕或阻塞机件、半制品或纱线毛发断头，织造时经纱开口不清，织物折叠不齐等现象，影响生产的运行；纺织品使用中，静电电荷的积聚易引起灰尘附着，服装纠缠肢体产生黏附不适感，并可引起血液pH上升，血液中钙含量降低、尿中钙含量增加，血糖升高、维生素C含量下降。较高的静电压可对人体产生电击，并引起电子元件损坏，甚至导致起火和爆炸。目前，纺织品抗静电的基本实现方式主要有以下三种：提高湿度，使织物表面具备水分保持性能可降低表面电阻；降低表面电阻，将导电纤维融入纱线可以使电荷离域（接地）；加入助剂，包括纺丝油剂中加入抗静电剂、功能性整理助剂、新型抗静电柔软整理剂等。

1．牦牛绒与驼绒纤维的抗静电整理

为了解决牦牛绒与驼绒在生产和服用过程中的静电问题，采用剥除鳞片层和不同种类抗静电剂对牦牛绒与驼绒进行抗静电处理。通过测试抗静电处理后牦牛绒与驼绒的比电阻、衰减静电压、感应静电电压、SEM变化研究抗静电效果。结果表明：抗静电剂处理后，牦牛绒与驼绒的抗静电性能显著提升，并在SEM下观察到鳞片层被连续性薄膜覆盖。

抗静电整理工艺具体流程如下:

冷水浸渍→二轧二浸（轧余率100%、55℃）→预烘（80～100℃）→焙烘定形（150～190℃、30 s）→放置24 h测试静电性能

2．抗静电整理对牦牛绒与驼绒鳞片层结构的影响

采用扫描电镜SEM观察经DCCA、抗静电剂处理后牦牛绒与驼绒纤维在放大2000倍时的纤维（30 μm）表面鳞片层结构（图5-6、图5-7）。

图5-6　抗静电剂对黑牦绒鳞片层的影响

由图5-6可以看出：牦牛绒在涂覆抗静电剂后，鳞片层上会形成一层连续亲水性薄膜，使得鳞片纹路变得模糊不清，纤维整体光滑平整，只有局部鳞片因没有完全覆盖而鳞片外翘，尤其是鳞片层间隙处薄膜明显，但整体上，牦牛绒鳞片层保存完好，棱角分明。

图5-7　抗静电剂对驼绒鳞片层的影响

由图5-7可以看出：驼绒在涂覆抗静电剂后，抗静电剂覆在鳞片层上会形成一层连续亲水性薄膜，尤其是鳞片层间隙处薄膜明显，由于驼绒表面被抗静电剂覆盖，因此，驼绒纤维表面光滑平顺，抗静电效果得到改善。

3．抗静电整理对纤维摩擦因数的影响(www.xing528.com)

采用XCF-1A型纤维摩擦因数测试仪对单纤维进行摩擦性能测试。仪器通过高精度测力传感器测试纤维受摩擦力大小，实时显示摩擦力波动变化曲线，自动计算纤维静、动摩擦因数及测试过程中摩擦力变异大小。设置参数：预加张力为0.2 cN，实验速度转速为30.0（r/min），样本容量20。

由图5-8可以看出：DK-301阳离子抗静电剂和GOON非离子抗静电剂对牦牛绒纤维抗静电处理效果不太理想，其他三种抗静电剂使牦牛绒的抗静电效果得到很好的改善，尤其是CAB中性抗静电剂效果最佳，CAB抗静电剂处理牦牛绒的摩擦因数比DCCA处理后纤维的摩擦因数低，而且对纤维没有损伤。因为使用表面活性抗静电剂，其在纤维表面形成一层亲水性薄膜，会使得纤维变得光滑平顺，纤维摩擦因数降低，可改善纤维抗静电效果，同时这种抗静电剂处理方式不会损伤纤维。

图5-8　不同抗静电剂对牦牛绒摩擦因数的影响

由图5-9可以看出：DK阴离子抗静电剂、DK-301阳离子抗静电剂和GOON非离子抗静电剂对驼绒纤维抗静电处理效果不太理想，WDCO非离子抗静电剂对驼绒纤维的抗静电效果最好。使用表面活性抗静电剂处理驼绒纤维，使得纤维摩擦因数降低，主要因为驼绒纤维表面形成一层亲水性薄膜，使得纤维变得光滑平顺。使用WDCO非离子和CAB中性抗静电剂比DCCA处理的抗静电效果好，且对纤维没有损伤。

4．抗静电处理对纤维的静电压影响

织物的抗静电处理效果常用静电半衰期和静电电压来表征织物在带电情况下表面电荷积聚量、电荷积聚能力和因摩擦能够引起的静电电荷量。采用YG-401织物感应式静电测试仪，按FZ/T 01042—1996《纺织材料静电性能摩擦静电电压测定》标准对处理过的织物摩擦静电电压进行测试。测试条件：温度20 ℃、相对湿度30%、40%。通过对牦牛绒和驼绒织物摩擦/感应静电压和衰减静电压试验分析织物的抗静电效果（图5-10、图5-11）。

图5-9　不同抗静电剂对驼绒摩擦因数的影响

图5-10　不同抗静电剂对牦牛绒感应/摩擦静电压和衰减静电压的影响

由图5-10可以看出：经过抗静电剂处理之后，牦牛绒纤维的感应/摩擦静电压和衰减静电压都有明显的降低，说明使用抗静电剂能够使牦牛绒纤维获得很好的静电效果。主要原因是使用表面活性抗静电剂使得纤维表面覆盖着一层亲水性、导电性良好的薄膜，改善了纤维亲水性并降低了纤维感应/摩擦静电压，尤其是DK-301抗静电剂对牦牛绒纤维的处理效果最好。

图5-11　不同抗静电剂对驼绒感应/摩擦静电压和衰减静电压的影响

由图5-11可以看出：经过抗静电剂处理之后，驼绒纤维的感应/摩擦静电压和衰减静电压都有明显的降低，说明使用抗静电剂能够使驼绒纤维获得很好的静电效果。相较于其他抗静电剂，使用DK-301抗静电剂驼绒纤维的衰减静电压为1598 V，低于2000 V，说明DK-301抗静电剂对驼绒纤维的处理效果很好。这是因为使用表面活性抗静电剂覆盖在纤维表面形成一层亲水性、导电性良好的薄膜，从而改善了纤维亲水性并降低了纤维摩擦效应。