防静电服探究

　　防静电服是我国劳动防护用品中的一个重要品种，也是特种劳动防护用品实行生产许可证管理制度中应用面最宽、应用量最大的品种之一，每年大约有2000万套的需求，并且每年还以10%的速度递增。

　　防静电服通常是用含有导电纤维或经抗静电改性的面料制成，以防止人体静电积累。面料中加入导电纤维的防静电服，其消除静电的机理有2种，即电荷的泄漏与中和。当接地时，面料上的静电可随导电纤维的电晕放电被中和，或经由导电纤维向大地泄放;不接地时，则借助导电纤维无火花的电晕放电而消除静电。

防静电服面料分类

　　制作防静电服的面料主要分为表面整理型、混纺型和交织型。3种面料各有不同的特点，目前应用范围最广的是交织型防静电面料。

　　表面整理型

　　表面整理型防静电面料一般采用2种方法达到防静电的效果，一种是在面料表面采用吸湿性树脂整理的方法;另一种是在纤维内部混入吸湿性材料或引进亲水性基团。其防静电机理是：亲水性有机物吸收空气中的水分子，在面料表面形成一层水膜，可以使产生的静电泄漏，从而降低面料表面的电阻值。因此，这种抗静电效果对环境的湿度依赖性较强，在湿度<30%的环境中，几乎失去抗静电性能。此外，随着表面整理型防静电面料的使用、洗涤，亲水性有机物的数量逐渐减少，面料表面形成的水膜也越来越薄，防静电性能下降。由于这种方法获得的防静电面料效果不持久，耐洗性差，且防静电性能受到环境湿度的影响，虽然工艺简单，成本较低，但在实际中应用较少。

　　混纺型

　　混纺型防静电面料是将导电或亚导电材料制成的短纤维在纺纱时，按0.3%~1%的配比混入其他纤维中制成。这种防静电面料最大的优点是表面看不到防静电纤维，做服装面料具有表面美观的效果，但也存在一些不足：一是用混纺方法生产防静电面料批量较大，不同规格的纱线不能随意选择，品种单一;二是由于混纺法中导电纤维用量小，生产时不易均匀，一旦出现质量问题损失较大;三是导电纤维含量小，不耐洗涤，一般洗涤50次防静电性能就会明显下降或不能防静电;四是混纺法生产的防静电面料，容易和表面整理型防静电面料混淆，在市场上鱼目混珠，给造假者可乘之机，留下安全隐患。因此，发达国家已不再应用混纺法生产防静电面料，这种面料也不符合新标准的技术要求。

　　交织型

　　交织型防静电面料是将导电纤维长丝或短纤维以各种等间隔，呈一定排列状嵌植入普通长丝或普通纱线中织造而成条式、方格式等。交织型防静电面料若要满足GB12014-2009《防静电服》中的技术要求，防静电服面料中导电纤维需做成方格式。

　　交织型面料的防静电效果是通过面料中导电纤维之间的电晕放电而达到。电晕放电是一种很缓和的放电形式。导电纤维的电阻值比普通纱线(长丝)小，面料摩擦产生的静电容易在上面积聚，当静电电压达到一定数值后，两根导电纤维周围的空气被电离成正、负离子，在电场力作用下这些正负离子作定向运动，其中一种离子与面料上聚集的电荷中和，另一种则和大地或环境中和，产生无火花的电晕放电，从而消除静电，达到防静电效果。这种消除静电的方法与采用地漏的方式有很大不同，前者在不接地的情况下也能很好地消除静电，而后者则需要接地或在空气湿度较大的情况下才能消除静电。交织型面料防静电性能持久，耐洗性好，且不受环境温度影响，被世界各国广泛应用，而且用几元钱一支的导电笔即可测出面料防静电性能的优劣。

防静电服新旧标准对比

　　自2009年12月1日起实施的GB12014-2009《防静电服》(以下简称“新标准”)中将防静电服分为A级、B级，并相应规定了面料的点对点电阻、服装的带电电荷量等技术要求，如表1所示。

　　尽管在我国曾执行的GB12014-89《防静电工作服》(以下简称“旧标准”)国家标准历经20年，但旧标准中并未对防静电服面料的点对点电阻值进行要求，生产企业大多习惯了生产等间隔背嵌式防静电服面料(如图1)，然而背嵌式面料只是单向有静电丝，在一些对静电有高敏感度的领域使用，电性能就打了折扣，而且背嵌式静电丝藏在面料的背面，正面电阻值超过2.5×109Ω，不符合欧美标准，也不符合我国新标准要求。按照旧标准生产的防静电服的带电电荷量一般是0.5~0.6μС/件，达不到新标准中防静电服A级的技术指标要求，并且按照旧标准生产的防静电服面料不能出口欧美等国家。

　　按照新标准要求生产的防静电面料为方格式(如图2、图3)，面料的经纬向都有防静电丝，面料的正面会有比较明显的方格状，方格越小，使用的防静电丝越多，带电电荷量就越小，防静电性能也越好。同时新标准中增加了对面料点对点电阻的技术指标要求，可使面料的电性能与服装的电性能指标保持一致，保证了服装面料的质量，还能与欧洲标准、美国标准接轨，确保了我国防静电产品与发达国家的一致性、先进性，有利于对外贸易和提高防静电服的安全性。

图1 旧标准嵌条式面料

图2 新标准防静电A级面料

图3 新标准防静电B级面料

新标准A级和B级防静电服的应用

　　随着高分子聚合材料的广泛应用，静电危害问题日益突出，已经存在于军工、火工、石油、化工、烟花爆竹、海运、感光材料、煤矿、橡胶、医药、浸油、煤气、石油天然气、乙炔气、宇航燃料罐储部门、电子器件制造业、信息电子相关产业、机械电子、光电子、办公自动化、信息通讯、电子医疗、计算机等众多领域。

　　GB12158-2006《防止静电事故通用导则》中规定当气体爆炸危险场所的等级属0区(连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境)和1区(在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境)，且可燃物的最小点燃能量在0.25mJ 以下时，工作人员需穿防静电鞋、防静电服。根据能量与电量平方成正比的关系，最小点燃能量与防静电服带电量有如表2的关系：

表3                 部分物质的最小点燃能量

　　所以，在含有氢、乙炔、二硫化碳等可燃气体、火工品及其药剂，最小点燃能量在0.1mJ以下的环境(这种环境一旦出现事故就是重大恶性事故，表3列举部分物质的最小点燃能量)，工作人员应穿着A级防静电服。比如，生产电子芯片等高敏感领域，火箭发射、宇航燃料罐储等高危高影响领域。最小点燃能量在0.1~0.25mJ的环境或其他存在静电危害的领域应穿着B级防静电服，以减少静电造成的伤害和事故。我们的近邻日本，对于预防静电伤害一直十分重视。今年的“3·11”大地震期间，日本官员、救援人员都穿着防静电抗灾专用服装，较好地保护了人员安全。

　　编辑 郑 君