Antistatik Elyaf
Antistatik lifler, statik yükü kolayca biriktirmeyen bir tür kimyasal liflerdir. Standart koşullar altında, antistatik liflerin hacimsel özdirencinin 10¹⁰Ω·cm'den az veya statik yük dağılım yarı ömrünün 60 saniyeden az olması gerekmektedir.
1. Antistatik Elyafın Fonksiyonları
1.1 Tekstil Malzemelerinde Statik Elektrik Sorunlarının Nedenleri ve Tehlikeleri
Tekstil malzemeleri çoğunlukla nispeten yüksek özgül dirence sahip elektriksel yalıtkanlardır, özellikle polyester, akrilik ve polivinil klorür lifleri gibi düşük nem emme özelliğine sahip sentetik lifler. Tekstil işleme sırasında, lifler arasında veya lifler ile makine parçaları arasında yakın temas ve sürtünme, nesnelerin yüzeyinde yük transferine neden olarak statik elektrik üretir.
Statik elektrik birçok olumsuz etkiye yol açabilir. Örneğin, aynı yüke sahip lifler birbirini iterken, farklı yüke sahip lifler makine parçalarına doğru çekilir; bu da ipliklerin kabarmasına, iplik tüylerinin artmasına, kötü paketlemeye, liflerin makine parçalarına yapışmasına, iplik kırılmasının artmasına ve kumaş yüzeyinde dağınık çizgiler oluşmasına neden olur. Giysiler yüklendikten sonra kolayca toz çeker ve kirlenir; giysi ile insan vücudu veya giysi ile giysi arasında dolaşma meydana gelebilir ve hatta elektrik kıvılcımları oluşabilir. Şiddetli durumlarda, statik voltaj birkaç bin volta ulaşabilir ve deşarj sonucu oluşan kıvılcımlar ciddi sonuçları olan yangınlara neden olabilir.
1.2 Sentetik Elyaf Kumaşlarda Statik Girişimi Çözme Yöntemleri
Sentetik elyaflara ve kumaşlarına dayanıklı antistatik özellikler kazandırmak için çeşitli yöntemler mevcuttur. Örneğin, sentetik elyafların polimerizasyonu veya eğirilmesi sırasında hidrofilik polimerler veya iletken düşük molekül ağırlıklı polimerler eklenebilir; hidrofilik dış katmana sahip kompozit elyaflar üretmek için kompozit eğirme teknolojisi kullanılabilir. Eğirme işleminde, sentetik elyaflar güçlü higroskopikliğe sahip elyaflarla veya potansiyel sıraya göre pozitif yüklü elyaflar ve negatif yüklü elyaflar karıştırılabilir. Kumaşlara dayanıklı hidrofilik yardımcı apre de uygulanabilir.
2 Çeşit Antistatik Elyaf
2.1 Yüzey Aktif Madde Katkılı Elyaflar
Nispeten uzun süreli antistatik etkiye sahip lifler hazırlamak için, genellikle karışım iplik eğirme işleminde kullanılan hamura yüzey aktif maddeler eklenir. Lif oluşumundan sonra, yüzey aktif maddeler kendi özelliklerinden dolayı lifin içinden yüzeyine doğru sürekli olarak göç eder ve yayılır, böylece antistatik etki sağlanır. Ayrıca, yüzey aktif maddelerin yapıştırıcılar yoluyla lif yüzeyine sabitlenmesi veya lif yüzeyinde film halinde çapraz bağlanması gibi yöntemler de vardır ve bu yöntemle elde edilen etki, plastik yüzeye antistatik vernik sürülmesine benzer.
Bu tür liflerin antistatik etkisi, ortam nemiyle yakından ilişkilidir. Nem yüksek olduğunda, nem, yüzey aktif maddenin iyonik iletkenliğini artırabilir ve antistatik performans önemli ölçüde iyileşir; kuru ortamlarda ise bu etki zayıflar.
2.2 Karışım, Kopolimerizasyon ve Aşılama Modifikasyonu Antistatik Elyaflar
Bu tip antistatik elyafın özü, elyaf oluşturan polimeri modifiye etmek ve hidrofilik monomerler veya polimerler ekleyerek elyafın higroskopikliğini artırmak ve böylece ona antistatik özellikler kazandırmaktır. Ayrıca, bakır sülfat akrilik eğirme çözeltisine karıştırılabilir ve eğirme ve pıhtılaşmadan sonra kükürt içeren bir indirgeyici madde ile işlenerek iletken elyafların üretim verimliliği ve iletkenlik dayanıklılığı artırılabilir. Sıradan karışım eğirme yöntemine ek olarak, polimerizasyon sırasında hidrofilik polimerler ekleyerek mikro-çok fazlı bir dispersiyon sistemi oluşturma yöntemi de giderek ortaya çıkmıştır; örneğin, antistatik özelliklerin dayanıklılığını artırmak için kaprolaktam reaksiyon karışımına polietilen glikol eklenmesi gibi.
2.3 Metal İletken Elyaf
Metal iletken lifler genellikle özel lif oluşturma işlemleriyle metal malzemelerden üretilir. Yaygın metaller arasında paslanmaz çelik, bakır, alüminyum, nikel vb. bulunur. Bu lifler mükemmel elektriksel iletkenliğe sahiptir, yükleri hızlı bir şekilde iletebilir ve statik elektriği etkili bir şekilde ortadan kaldırabilir. Aynı zamanda iyi ısı direnci ve kimyasal korozyon direncine de sahiptirler. Bununla birlikte, tekstil uygulamalarında bazı sınırlamalar vardır. Örneğin, metal liflerin kohezyonu düşüktür ve eğirme sırasında lifler arasındaki bağ kuvveti yetersizdir, bu da iplik kalitesi sorunlarına yol açabilir; bitmiş ürünlerin rengi metalin kendi rengiyle sınırlıdır ve nispeten tekdüzedir. Pratik uygulamalarda, genellikle sıradan liflerle karıştırılırlar; metal liflerin iletkenlik avantajından yararlanılarak karışım ürünlere antistatik özellikler kazandırılır ve sıradan lifler kullanılarak eğirme performansı iyileştirilir ve maliyetler düşürülür.
2.4 Karbon İletken Elyaf
Karbon iletken liflerin hazırlanma yöntemleri esas olarak katkılama, kaplama, karbonizasyon vb. yöntemleri içerir. Katkılama, malzemenin elektronik yapısını değiştirmek ve böylece lifi iletken hale getirmek için iletken safsızlıkların lif oluşturucu malzemeye karıştırılmasıdır; kaplama, lif yüzeyine karbon siyahı gibi iyi iletkenliğe sahip bir karbon malzeme tabakası kaplanarak iletken bir katman oluşturulmasıdır; karbonizasyon genellikle viskoz, akrilik, zift vb. öncü lifler kullanılarak ve yüksek sıcaklıkta karbonizasyon yoluyla iletken karbon liflere dönüştürülür. Bu yöntemlerle hazırlanan karbon iletken lifler, liflerin orijinal mekanik özelliklerinin bir kısmını korurken belirli bir iletkenlik elde ederler. Karbonizasyonla işlenmiş karbon lifler iyi iletkenliğe, ısı direncine ve kimyasal dirence sahip olsalar da, yüksek modüle, sert dokuya, tokluk eksikliğine, bükülmeye karşı dirençsizliğe ve ısı büzülme yeteneğine sahip olmadıkları için, liflerin iyi esneklik ve deformasyon yeteneğine sahip olması gereken bazı durumlarda uygulanabilirlikleri sınırlıdır.
2.5 İletken Polimerlerden Yapılmış Organik İletken Elyaf
İletken polimerlerden üretilen organik iletken lifler, özel bir konjuge yapıya sahiptir ve elektronlar moleküler zincir üzerinde nispeten serbestçe hareket edebilir, bu nedenle iletkenlik özelliğine sahiptirler. Eşsiz iletken özellikleri ve organik malzeme karakteristikleri nedeniyle, bu tür lifler, belirli elektronik cihazlar ve havacılık alanları gibi özel malzeme performansı gereksinimleri ve düşük maliyet hassasiyeti olan bazı üst düzey alanlarda potansiyel uygulama değerine sahiptir.
2.6. Sıradan Sentetik Elyaf Üzerine İletken Maddelerin Kaplanmasıyla Elde Edilen Organik İletken Elyaf
Bu tip elyaf, yüzey işleme süreçleri yoluyla sıradan sentetik elyafların yüzeyine karbon siyahı ve metal gibi iletken maddeler kaplayarak antistatik işlevi gerçekleştirir. Metal kaplama işlemi nispeten karmaşık ve maliyetlidir ve elyafın dokunma hissi gibi kullanım özelliklerini belirli ölçüde etkileyebilir.
2.7 Kompozit Eğirme Yöntemiyle Üretilen Organik İletken Elyaflar
Kompozit iplik eğirme yöntemi, farklı bileşimlere veya özelliklere sahip iki veya daha fazla polimeri kullanarak, aynı iplik eğirme işleminde özel bir kompozit iplik eğirme düzeneği aracılığıyla iki veya daha fazla farklı bileşenden oluşan tek bir lif oluşturma yöntemidir. Antistatik lifler hazırlanırken, genellikle bir bileşen olarak iletken polimerler veya iletken maddeler eklenmiş polimerler kullanılır ve bunlar sıradan lif oluşturucu polimerlerle birleştirilir. Diğer antistatik lif hazırlama yöntemleriyle karşılaştırıldığında, kompozit iplik eğirme yöntemiyle hazırlanan lifler daha kararlı antistatik özelliklere sahiptir ve liflerin orijinal özelliklerine daha az olumsuz etki eder.
3 Antistatik Elyafın Uygulama Alanları
Günlük hayatta, kışın hava çok kuru olduğunda, insan derisi ve giysiler arasında statik elektrik oluşma olasılığı yüksektir ve şiddetli durumlarda anlık statik voltaj on binlerce volta ulaşarak insan vücudunda rahatsızlığa neden olabilir. Örneğin, halı üzerinde yürümek 1500-35000 volt, vinil reçine zeminlerde yürümek 250-12000 volt ve iç mekanda bir sandalyeye sürtünmek 1800 volttan fazla statik elektrik üretebilir. Statik elektrik seviyesi esas olarak çevredeki havanın nemine bağlıdır. Genellikle, statik girişim 7000 voltu aştığında, insanlar elektrik çarpması hissederler.
Statik elektrik insan vücuduna zararlıdır. Sürekli statik elektrik, kandaki alkaliliği artırabilir, serumdaki kalsiyum içeriğini azaltabilir ve idrarda kalsiyum atılımını artırabilir. Bu durum, özellikle büyümekte olan çocuklarda, kan kalsiyum seviyeleri çok düşük olan yaşlılarda ve çok fazla kalsiyuma ihtiyaç duyan hamile ve emziren annelerde daha büyük etkiye sahiptir. İnsan vücudunda aşırı statik elektrik birikimi, beyin sinir hücresi zarlarının anormal akım iletimine neden olur, merkezi sinir sistemini etkiler, kan pH'sında ve vücudun oksijen özelliklerinde değişikliklere yol açar, vücudun fizyolojik dengesini bozar ve baş dönmesi, baş ağrısı, sinirlilik, uykusuzluk, iştahsızlık ve zihinsel trans gibi semptomlara neden olur. Statik elektrik ayrıca insan kan dolaşımına, bağışıklık ve sinir sistemlerine müdahale edebilir, çeşitli organların (özellikle kalbin) normal çalışmasını etkileyebilir ve anormal kalp atış hızına ve erken kalp atışlarına neden olabilir. Kış aylarında, kardiyovasküler hastalıkların yaklaşık üçte biri statik elektrikle ilişkilidir. Ayrıca, yanıcı ve patlayıcı alanlarda, insan vücudundaki statik elektrik yangınlara neden olabilir.
Yayın tarihi: 09-12-2025
