对聚乙炔前面已有较多介绍。但作为有机一维导体,它与(SN)。有很大的差异。(SN)。是以电子、空穴作为其导电的载流子,而防静电鞋在导电塑料中是以孤子为导电的载流子。以前对聚乙炔的研究大多集中在理论上,到20世纪70年代发展起来的导电塑料,聚乙炔才得到实用方面的发展。虽然还有多种有机高分子导体可用于导电塑料,但聚乙炔是这些高聚物中结构*简单、导电性*强的佼佼者,对它的研究至今仍是这一领域的主流。目前大多数研究者公认防静电鞋的导电载流子是孤子。对于孤子,在**章已做了一些介绍。孤子原本是应用数学领域中代表了具有有限能量的非线性波的基本单元,它是描述这种波的非线性偏微分方程的一类特解。20世纪70年代后,这一概念引入到物理学、化学等学科。在化学领域中,它代表的是一种在传播过程中形状和速度均不改变的孤立波的基本单元。能量集中且能稳定传播的孤立波可用数学上的非线性波动方程来描述。这种波具有如下特点:若它的振幅改变,波的运动速度也会随之改变。当波与波相遇时,虽有能量交换,但孤立波不会弥散且在分离后仍能保持原状继续前进。孤立波的基本单元——孤子,也和电子等微观粒子一样,防静电鞋具有波、粒二象性。孤子无所不在,小至基本粒子,大到天上涡旋星系的密度波。20世纪70年代发展起来的导电塑料中,也被认为是孤子在其中起导电作用。如前所述,聚乙炔经碘掺杂后,可使其导电性提高10亿倍。实验表明,经掺杂的聚乙炔按链排列成行,其导电性可提高到*大。其通过链轴的导电性比通过分子的导电性大1000倍。这就可认为,可以将伸展开的、有几个碳原子的聚乙炔视为一个一维晶体。在此一维晶体中,晶胞数为n,晶格常数为6。由于防静电鞋晶胞之间的相互作用会形成有n个能级存在的电子能带,设每个晶胞只有一个7r导电电子,总共有n个仃电子。因为每个能级可填2个电子,因此能级是半满的。晶体处于导体状态。这与速度、压力以及周围介质的性质(如湿度、温度、空气中杂质、游离电荷及外电场等)都会对电子逸出功带来影响。摩擦起电不仅与高分子材料的结构有关,还与残存的单体、催化剂、杂质有关。虽然静电起电的影响因素很多,但当两种不同高分子材料相互接触摩擦后,哪种带正电荷,哪种带负电荷,通常是有一定规律的。为了掌握这种规律,科学工作者经长期试验,按带正电荷的材料在前,带负电荷的材料在后,排成一张表,称为摩擦起电序列,或称静电序列,一些材料的摩擦起电序列。 同一种材料在不同发表人的摩擦起电序列中所处的位置有所不同。这是由于有些材料在不同的环境条件下,静电符号会发生改变。这些条件中*主要的是相对湿度。当相对湿度不同时,序列位置有时会发生变化。例如当相对湿度从35%提高到65%后,在序列表上原先聚酯纤维高于聚丙烯腈纤维位置而变成聚丙烯腈纤维高于聚酯纤维。不同发表人的摩擦起电序列的差异,还与不同商品牌号、制造工艺、所用单体纯度、配比、催化剂、油剂以及防静电服的超分子结构、表面结晶程度和表面状态等因素有关。因此,在研究和应用起电序列时应注意这些条件。 利用这种静电序列表,就可预计不同材料相互摩擦产生的电荷极性。例如,防静电服在纺丝后加工时,相当于防静电服与钢铁零部件发生摩擦,这时可以预计腈纶丝必然带负电荷,而钢铁零部件则带正电荷。Ballou曾指出,位于摩擦起电序列不同位置上的两种纤维材料混合制得的防静电服混纺纤维,其静电电荷可以相互补偿抵消。