Влияние относительной влажности воздуха на антистатические свойства текстильных материалов

УДК 678

Р. Ф. Гатиятуллина, А. Н. Бадрутдинова

ВЛИЯНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА НА АНТИСТАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Ключевые слова: антистатические препараты, электрическое сопротивление, текстильные материалы.

В статье представлено исследование электрической проводимости различных текстильных материалов в зависимости от изменения относительной влажности воздуха после их обработки антистатическим препаратом. Выявлено, что с повышением относительной влажности воздуха до 35 % значение удельного сопротивления снижается на 1-2 порядка; в интервале  = 50-65 % поверхностное сопротивление испытанных материалов составляет в пределах 1010-107 Ом; при повышении относительной влажности воздуха от 65 % до 98±2 % электропроводность всех антистатически обработанных материалов ещё повышается на один-два порядка.

Keywords: antistatic agents, electrical resistance, textile materials.

The paper presents a study of the electrical conductivity of different textile materials, depending on changes in the relative humidity of the air after treatment antistatic prepara-how. It is revealed that with an increase in relative humidity up to 35% of the value of specific accom-tance is reduced by 1-2 orders of magnitude; in the range of ф = 50-65% surface resistance of the tested materials is in the range 1010-107 Ohm; if the relative humidity from 65% to 98 ± 2% of the conductivity of antistatic-treated material has increased by one to two orders of magnitude.

Наиболее важной физической характеристикой текстильного материала, обусловливающей возникновение и накопление зарядов на своей поверхности, является его изолирующая способность, которая характеризуется величиной электрического сопротивления или электрической проводимостью. Известно, что электропроводность текстильных материалов зависит от многих факторов, прежде всего от гигроскопических свойств, структуры и химического строения, наличия каких-либо веществ на его поверхности [1, 4, 5].

Допустимые величины удельного поверхностного и объёмного электрического сопротивления для процессов переработки и эксплуатации изделий, выработанных из тканей, различны. Так, при эксплуатации текстильных изделий допустимая величина удельного электрического сопротивления должна быть не выше 1010-10п Ом. Однако это сопротивление должно быть обеспечено даже при относительной влажности воздуха 20-30 %.

Было установлено, что значительная часть текстильных материалов характеризуется низкой электрической проводимостью, особенно при относительной влажности воздуха ниже 50 %. Так, величина их удельного поверхностного сопротивления в высушенном состоянии в зависимости от вида материала находилась в пределах 1013-1015 Ом, что превышает предельно допустимый уровень. Как показали предварительные испытания, такие материалы, особенно при пониженной влажности воздуха, способны интенсивно трибоэлектризоваться, а значит, в случае их эксплуатации представляют опасность как для человека, так и для некоторых взрыво- и пожароопасных производств.

Из обзора литературных источников [1-5] установлено, что одним из наиболее эффективных и доступных способов снижения статической электризации текстильных материалов является их химическая обработка антистатическими препаратами. В качестве таких антистатиков широко используют

поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые вводятся в состав материала или наносятся на его поверхность. Действие таких антистатиков основано на повышении поверхностной и объёмной проводимости материалов.

С учётом вышеуказанного, для снижения электрического сопротивления исследованных текстильных материалов был выбран антистатический препарат отечественного производства Эспол ДТ.

Эспол ДТ представляет собой композицию на основе фосфорорганических соединений и окси-этилированного ПАВ. Именно этот раствор является одним из наиболее пригодных для использования в качестве антистатического агента, поскольку данный класс ПАВ способен адсорбироваться на таких негативно заряженных поверхностях, как текстильные волокна. В результате предварительной обработки в определённой степени происходит модификация поверхности волокон с помощью катионоак-тивных ПАВ. Выявлено, что для полной фиксации нанесённого антистатика на волокне необходимо проводить дополнительную обработку анионоак-тивным ПАВ - сульфанолом. Однако, данный препарат является достаточно токсичным, что неприемлемо в массовом производстве. В качестве аналога рекомендуется применение в технологии антистатической обработки текстильных полотен энергии лазерного излучения. Данная обработка является экологически безопасной и позволяет улучшить гидрофильные показатели материалов.

В качестве объектов исследования были взяты текстильные материалы производства ООО Текстильная Компания «Чайковский текстиль»: 1 -ткань антиэлектростатическая "Премьер-Комфорт 250" (18422а/Х-М) (Г, 0, 180000е, МВО(сто), 150, 255, Саржа 3/1); 2 - ткань антиэлектростатическая "Премьер-Комфорт 250" (18422а/Х-М) (Г, 0, 193950в, МУ, 150, 255, Саржа 3/1); 3 - ткань Премьер-Комфорт 250 (18422х) (Г, 0, 151054, МВО, 150, 255, Саржа 3/1); 4 - ткань Премьер-Комфорт 250

(18422х) (Г, 0, 194025, МУ, 150, 255, Саржа 3/1); 5 -ткань Премьер-СоПоп 250 (10407) (Г, 0, 154225, МУ, 152, 260, Саржа 3/1).[6]

Технология нанесения поверхностно-активного вещества на текстильный материал и его фиксация осуществлялась согласно юстированной методике. В результате предварительно проведённых исследований установлено, что оптимальная концентрация выбранного раствора составляет 15 г/л. При такой их концентрации достигается наивысшая эффективность обработки.

Эффективность действия антистатической обработки материалов оценивалась по величине удельного поверхностного сопротивления до и после их обработки. Измерения величины электрического сопротивления текстильных материалов осуществляли согласно ГОСТ 19616-74 на приборе ИЭСТП-1. Каждое испытание проведено на десяти образцах размерами 95*190 мм. За окончательный результат брали среднеарифметическую величину электрического сопротивления. При таком количестве образцов и измерений значение погрешности не превышало 5 %.

Поскольку текстильные материалы и изделия из них эксплуатируются в разных климатических условиях, то предварительно высушенные образцы до постоянной массы выдерживали перед испытаниями в эксикаторах при относительной влажности воздуха  = 20, 35, 50, 65, 85 и 98±2 %.

Полученные данные свидетельствуют о том, что обработанные текстильные материалы ПАВ, даже в высушенном состоянии, имеют удельное поверхностное сопротивление, величина которого находится в пределах допустимого уровня (1010-1011 Ом). С повышением относительной влажности воздуха до 35 % значение удельного сопротивления снижается на 1-2 порядка. В интервале  = 50-65 % поверхностное сопротивление испытанных материа-

лов составляет в пределах 1010-107 Ом, что подтверждает их достаточно высокие и стабильные антистатические свойства. При повышении относительной влажности воздуха от 65 % до 98±2 % электропроводность всех антистатически обработанных материалов ещё повышается на один-два порядка.[7] Полученные данные подтверждают, что электрическое сопротивление антистатически обработанных текстильных материалов в сравнении с необработанными в значительной степени зависит как от вида, физических свойств и строения обрабатываемого текстильного материала, так и от влажности воздуха.

Литература

1. Полонник П. А. Борьба со статическим электричеством в текстильной и лёгкой промышленности. - М.: Лёгкая индустрия, 1966. - 166 с.

2. Шевердяев О.Н. Антистатические полимерные материалы. М.: Химия, 1983. - 176 с.

3. Василенок Ю.Н. Предупреждение антистатической электризации полимеров. - 2-е изд. - Л.: Химия, 1981. - 209 с.

4. Гефтер П.Л. Электростатические явления в процессах переработки химических волокон. - М.: Легпромбыт-издат, 1989. - 272 с. 109

5. Эфрос Р.Д., Юзефович М.И. Текстильные материалы с антистатическими свойствами // Текстильная промышленность. - 1986. - № 6. - С. 68-72.

6. Гатиятуллина Р.Ф. Зависимость процесса генерации зарядов статического электричества на поверхности текстильных полимерных материалов от воздействия различных факторов / Р.Ф. Гатиятуллина, Л.Н. Абута-липова // Вестник технологического университета, -Т.15 №24, - 2012. - С.89-90.

7. Гатиятуллина Р. Ф. Модификация поверхности полимерных текстильных материалов под воздействием ле-зерного излучения в инертной среде СО2 / Р.Ф. Гатия-туллина, Л.Н. Абуталипова // Вестник технологического университета, - Т.15 №7, - 2012. - С.332-333.

© Р. Ф. Гатиятуллина - ст. преп. кафедры моды и технологий, КНИТУ, renatafg@rambler.ru; А. Н. Бадрутдинова - ст. преп. кафедры моды и технологий, КНИТУ, badrutdinova@mail.ru.

© R. F. Gatiyatullina - senior lecturer of fashion and technology, KNRTU, renatafg@rambler.ru; A. N. Badrutdinova -turer of fashion and technology, KNRTU, badrutdinova@mail.ru.

seniorlec-