Не останавливаясь подробно на теориях возникновения электростатических зарядов, можно заметить следующее:
1) в результате низкой электропроводности гидрофобных волокон заряды статического электричества, образующиеся на них, не стекают, а накапливаются на поверхности волокна, достигая большой силы;
2) повышенная электризуемость вызывает серьезные затруднения в процессе переработки гидрофобных химических волокон;
3) при специально созданных условиях интенсивного образования трибоэлектрических зарядов* можно получить достаточные электростатические силы для их направленного использования.
* Трибоэлектрические заряды - заряды трения. Природа образования этих зарядов сопровождается сложными процессами, сущность которых окончательно не выяснена.
Электростатическая заряженность синтетических нитей лежит в основе физиотерапевтического эффекта, оказываемого текстильными изделиями на человека. Так, лечебные свойства белья, изготовленного из перхлорвинилового сырья, являются функцией его высокой электростатической заряженности, гидрофобности и капиллярности.
Изделия, материалы для внутреннего протезирования изготовляются в основном из гидрофобных синтетических нитей, поэтому изучение последствий электростатической заряженности приобретает первостепенное значение.
Волокна, нити и вещества, которые находятся в соприкосновении друг с другом, по их электростатическому напряжению можно составить в трибоэлектрический ряд.
Положительный полюс +
Полиамидные волокна
Белковые волокна:
человеческий волос
шерсть
натуральный шелк
Целлюлозные волокна:
вискозные
хлопковые
ацетатные
Полиизопреновые резиновые нити
Полиакрилонитрильные волокна
Полиолефиновые волокна
Поливиниловые волокна
Отрицательный полюс -
Приведенный ряд характеризует только знак электростатического заряда. На положительном полюсе располагаются полиамидные и белковые волокна, на отрицательном - волокна с углеводородной цепью, а в середине - целлюлозные с относительно высоким влагосодержанием и низкой электризуемостью.
С увеличением расстояния между волокнами в трибоэлектрическом ряду увеличивается заряд, возникающий при их трении, причем волокна, расположенные ближе к положительному полюсу, заряжаются положительно, а расположенные у отрицательного полюса - отрицательно.
Трибоэлектрический заряд волокон, т. е. его величина и знак, очевидно, зависит от молекулярного строения и структуры нити, состояния соприкасающихся поверхностей, числа точек касания и скорости отрыва.
Поверхностная плотность зарядов (электризуемость) изменяется у различных нитей в зависимости от линейной скорости их движения и относительной влажности воздуха. Электризуемость нитей с увеличением относительной влажности воздуха резко снижается. Это особенно заметно у вискозных и ацетатных нитей, которые более гидрофильны по сравнению с синтетическими. Ниже приводится гигроскопичность нитей при относительной влажности воздуха 65% и температуре 20° С:
Нить |
Гигроскопичность, % |
Хлориновая |
0,2 |
Териленовая |
0,5 |
Орлоновая пряжа |
0,9 |
Нейлоновая |
4,1 |
Перлоновая |
4,2 |
Ацетатная |
6,3 |
Вискозная |
13,0 |
Знак зарядов, возникающих на волокнах при их контакте различными материалами, может быть различным («+», «-»).
Ацетатное волокно при контакте со сталью не имеет устойчивого знака. При контакте волокон со стеклом и хромированной сталью возникает слабая электризация. Полихлорвинил, капролактам, а из металлов - медь наиболее сильно электризуют волокна.