1. 前言
纤维材料之间或纤维材料相互摩擦时，两物体发生电子转移，从而产生静电。一般来说，几乎任何两个物体的表面相互接触摩擦和分离都会产生静电。
随着现代工业特别是石油、化工工业的发展，易燃、易爆气体、粉尘作业环境日益增多，尤其是化纤织物用于服装后，静电巳成为引发燃爆事故的一大隐患。化纤织物经摩擦后，极易产生静电，轻者刺激人体引起不适，重者导致仪器元件的失效损毁，甚至引发燃爆事故。在**作业中，如油库、加油站、**、引信等，由于静电引起火灾、爆炸，造**员伤亡和物资损失的事列屡见不鲜。
2. 国内外防静电织物发展动态
20世纪50年代后期，国外开始服装防静电技术的研究。60－70年代，日、德、美、奥等国陆续提出服装的防静电的要求。80年代以后，国内外对防静电织物开展了系统研究，所采用的工艺技术途径概括起来主要有四种：一是金属（不锈钢）纤维；二是复合碳素纤维；三是织物染色后的防静电助剂整理；四是腈纶铜络合纤维。
根据**和民���的实用要求和我国经济技术情况，总后**装备研究所采用金属（不锈钢）纤维和复合碳素纤维工艺技术途径，经系统研究实验，先后研制了两种耐久性防静电织物，并投人生产，装备应用。
附注介绍：
l 金属（不锈钢）纤维
金属（不锈钢）纤维是经过多次拉伸，集束拉伸，熔融纺丝，切削或须晶等过程，把不锈钢做成直径4-16μm的纤维材料（长丝或短纤），然后混入常规纺织材料，做成防静电织物。这类织物*早是由日本精线公司研制开发成功的。由于不锈钢纤维的自重大，牵切、混并纺纱工艺一直不过关，因而织物的*终性能不理想，不能满足市场的需要。总后**装备研究所吸收国内外先进经验与技术，在对防静电织物的防静电机理研究的基础上，研制成功了属（不锈钢）纤维及织物。
在纺纱工序的并条过程中，按比例混进不锈钢纤维，即可得到一定配比的棉条，经粗纱、细纱工序，即可得到一定不锈钢含量的导电纱。
为缩短工序，加快生产速度，降低成木，课题组研制了金属纤维长丝束与短纤维生条混并牵切方法和装置，解决了不锈钢纤维束牵切成不锈钢牵切条进行并条。此方法克服了以前金属纤维长丝束牵切和混并分两步进行所带来的缺点，可以在普通并条机上实现牵切、混并一次完成，不需要专用设备，提高了牵切、混并质量，减少了金属纤维的损耗，经济效益显著。
混有不锈钢导电纤维的导电纱，不受酸、碱和其他化学药品的影响，染色可采用常规方法，由于织物中不锈钢纤维含量较低，完全不影响织物的外观和手感。
l 复合碳素纤维及织物
国外技术是将导电碳黑混入高聚物中，用复合纺丝方法，制备“在芯”、“海岛”、“并列”等多种复合碳素纤维，并以较小的比例混入常规纤维中，做成混纺、嵌织防静电织物。目前生产复合碳素纤维有名企业有：美国首诺（前孟山都）公司、BASF公司、杜邦公司、日本帝人株式会社、钟纺株式会社、东洋纺织株式会社、东丽株式会社。
l 耐久性防静电织物的应用
金属（不锈钢）纤维导电性能优异、稳定，且经受纺、织、染等过程的工艺条件，不会改变性能。但纤维的柔韧性较差，洗涤、揉搓过程中会少量脆损，使产品性能有所下降。复合碳素纤维的特点是防静电性能稳定可靠，耐洗涤、耐储存性好，缺点是纤维为黑色，成品织物的使用受到限制，此类纤维目前尚需进口。
根据两种纤维的特点和使用性能，**所组织了两种防静电织物的生产，并分别制作**、民用工作服和制服，在**和地方有关单位进行试穿。在穿用试验的基础上，组织了批量的生产和推广应用。自1994年以来，生产各种金属纤维防静电织物共575万米，系列工作服几十万套，在**油仓、加油站、地方油田、煤气供应站、交通部等单位和地点广泛应用。
**所还生产了各种碳素复合纤维防静电织物200多万米，用于色织面料。加工成新型**衬衣。供全军换装使用。另外，还在**中的马裤呢和军港呢中采用。
耐久性防静电织物的研究与应用，彻底解决了化纤和化纤混纺织物产生的静电而引起的灰尘沾染、电击、火灾和爆作等弊端和危害，产生了十分显著的**、社会和经济效益。
3. 抗静电的原理及抗静电剂的作用机理
a. 外部抗静电剂的作用机理纤维外部抗静电是表面活性剂型抗静电剂。抗静电剂可增强纤维吸湿能力，在纤维表面形成连续的湿膜，使电子能自由地移动，从而增加了涤纶的电导率，降低了比电阻，同时导致了电荷半衰期的缩短，通过电荷再分布使电荷密度迅速下降，达到抗静电效果。
b. 内部抗静电剂的作用机理内部抗静电剂以不连续的分散相存在于纤维中，可避免纤维通路中出现高电阻，以使电荷极快逸散。为了获得*好的抗静电效果，分散在纤维内部的导电成分之间的距离应尽可能地小，以形成纤维内部的导电通路。为此，要设法使纤维截面上分布的导电微粒，微纤数目达到*大值，从而使电阻降低，电流沿着导电微粒、微纤流走。还有一类内部抗静电剂，其抗静电机理与前述外部抗静电剂的作用机理类似。它们含有朝向纤维表面的极性基团，因此能在纤维外表形成一个导电层，使表面电阻降低，促进静电荷的消散。当纤维表面一层抗静电剂由于摩擦或洗涤损失后，相同成分的内部抗静电剂会从纤维内部缓慢渗出，在纤维表面形成一个抗静电剂的新层，继续保持纤维的抗静电性。
4. 抗静电剂的作用
1)提高纤维表面的导电率，减少丝间电荷积累。
2)在纤维和摩擦表面之间产生具有高介电常数的中间层，利用抗静电剂所带电荷与纤维相反，以中和纤维表面电荷。
3)提高纤维表面润滑性，减少纤维与金属等的摩擦系数，降低接触电势。
4)增加纤���吸湿性，降低纤维比电阻。
抗静电的*有效方法是提高纤维表面的电导率，绝大部分实际应用的抗静电剂均是基于这一原理。提高纤维的电导率对抗静电剂提出两种要求，一是要有吸湿性，二是要有可移动的离子化基团。但只靠吸湿性物质来降低纤维表面电阻，不能起到消除静电的良好效果，只有在吸湿剂中加入离子性物质，抗静电效果才明显增加。表面活性剂的抗静电作用不单纯是靠吸湿性，它的吸附性和配向性也起重要作用，如烷基磷酸酯盐，它在聚酯、聚丙烯腈等合成纤维上的排列方向是亲油基向着纤维，亲水基向着空气。由于其吸湿及导电而产生抗静电效果。但它在纤维素纤维上的排列方向恰恰相反，亲水基与纤维素的羟基结合，亲油基向着空气，这样，纤维的表面变成疏水，导电差，反而增加了带电量。
抗静电剂的抗静电效果随空气的湿度和温度的降低而降低。有效的抗静电剂必须在相对湿度40％以下也起作用，即使在低温和低湿下也有较低的电阻率。
在纺丝加工中所应用的纺丝油剂、络丝油剂、润滑油剂和织造油剂中所加的抗静电剂都为暂时性抗静电剂。这些抗静电剂包括许多化合物和复配物。其应用价值取决于纤维的种类、助剂的组成和应用工艺。一种对腈纶纤维效果好的抗静电剂，对锦纶纤维可能完全无效。经验说明，在许多情况下两种或多种抗静电剂的复合使用，具有好得多的效果，即产生所谓协同增效作用。
5. 抗静电剂作用按作用时间的分类
a. 暂时性抗静电剂：很多表面活性剂都有抗静电作用,都可作为抗静电剂。但由于它们都是水溶性的，经洗涤后易于除去，因而都是暂时性抗静电剂。阴离子中的烷基磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸酯盐和磷酸酯类都有较好的抗静电效果。阳离子中的季铵化合物和脂肪酸酰胺都是效力较高的抗静电剂，而且有良好的柔软性，缺点是能使染了变色，耐晒牢度降低。非离子中的脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚乙二醇酯、聚醚等抗静电性能好，毒性小，对皮肤刺激小，所以被广泛使用，是合成纤维油剂的重要组分。
b. 耐久性抗静电剂：它们多是含有离子和吸湿性基团的高分子树脂类物质，或者可通过交联作用在纤维表面形成不溶性聚合物的导电层。丙烯酸或丙烯酸酯类衍生物,丙烯酰胺衍生物在纤维表面可形成阴离子型亲水性薄膜，有较好的耐久性抗静电效果。多乙烯多胺与聚乙二醇合成的多胺类树脂、聚醚型聚氨酯等也是重要的耐久性抗静电剂。
6. 静电织物等纺织品加工整理方法
获得抗静电织物的方法住要有嵌织导电纤维法和织物表面整理法。采用嵌织导电纤维(与金属丝共织)的方法可增强织物的抗静电性，而且效果持久，同时还能改善织物的吸湿性以及防污性等；织物表面整理法是对合成纤维织物进行抗静电树脂整理，这些抗静电剂覆盖在织物表面，通过吸湿增加纤维的导电性能。
目前，抗静电纺织品主要通过两种途径获得，一是在后整理中将织物浸渍于抗静电剂中或用导电物质直接在织物上进行涂层；二是在纺丝阶段加入抗静电剂生产导电纤维，开发长久性抗静电纺织晶。
传统的抗静电、电磁波屏蔽材料主要是炭黑、金属单质及有机高分子等。炭黑由于颜色较深，对色彩产生不利影响而使应用受到一定的限制；金属单质中的铜、铁、铝等易氧化；金、银粉末的价格高，难以规模使用；导电有机高分子直接纺制成导电纤维一直是人们所期望的，但在实际过程中遇到许多困难。
锑掺杂的二氧化锡纳米粉粒具有良好的导电性及电磁波屏蔽功能，而且具有色浅、透明以及良好的耐气候性。目前在国外特别是日本，对它的制备和应用进行了广泛深入的研究，而国内的研究刚刚起步。
7. 抗静电整理中的化学抗静电法
a. 提高纤维的吸湿性 用具有亲水性的非离子表面活性剂或高分子物质进行整理。水的导电能力比一般金属导体还高，如纯水的体积比电阻为106Ω，含有可溶性电解质的水的体积比电阻为103Ω，而一般疏水性合成纤维的体积比电阻达10l4Ω。正由于水具有相当高的导电性，所以只要吸收少量的水就能明显地改善聚合物材料的导电性。因此，抗静电整理的作用主要是提高纤维材料的吸湿能力，改善导电性能，减少静电现象。表面活性剂的抗静电作用是由于它能在纤维表面形成吸附层，在吸附层中表面活性剂的疏水端与疏水性纤维相吸引，而极性端则指向外侧，使纤维表面亲水性加强，因而容易因空气相对湿度的提高而在纤维表面形成水的吸附层，使纤维表面比电阻降低。但这类整理剂会因空气中湿度的降低而影响其抗静电性能。
b. 表面离子化 用离子型表面活性剂或离子型高分子物质进行整理。这类离子型整理剂受纤维表层含水的作用，发生电离，具有导电性能，从而能降低其静电的积聚。这种整理剂也具有吸水性能，因此，其抗静电能力与它的吸湿能力及空气中的相对湿度也有关系。
8. 织物带有静电所引起的负作用
(1)在烘干后，织物含水少，静电不易导出，常吸附在金属机体上，发生紊乱绕布现象。
(2)同一种织物所带电荷相同，发生互斥，使落布不易折叠整齐。
(3)当操作工的手与带电荷的干布相触时，常受电击。
(4)带静电织物或衣服易吸附尘埃即易污。
(5)服用衣着带静电时，常发生畸态变形，如裙子粘在袜子上，外衣紧吸在内衣上等。
(6)带静电织物常有放电现象，在易爆性区域内，容易发生爆炸事故。
(7)影响纺织厂高速纺纱工序。
(8)起毛机上的静电会使起毛困难、绒毛紊乱及倒绕断头，影响操作进行，是起毛加工中常见现象。