Антистатикалық талшықтар - статикалық зарядтарды оңай жинамайтын химиялық талшық түрі. Стандартты жағдайларда антистатикалық талшықтардың көлемдік кедергісі 10¹⁰Ω·см-ден аз немесе статикалық зарядтың жартылай ыдырау периоды 60 секундтан аз болуы керек.

Тоқыма материалдары негізінен салыстырмалы түрде жоғары меншікті кедергісі бар электр оқшаулағыштары болып табылады, әсіресе полиэфир, акрил және поливинилхлорид талшықтары сияқты ылғал сіңіруі төмен синтетикалық талшықтар. Тоқыманы өңдеу кезінде талшықтар мен талшықтар немесе талшықтар мен машина бөлшектері арасындағы тығыз байланыс және үйкеліс заттар бетінде зарядтың ауысуына әкеледі, осылайша статикалық электр энергиясын тудырады.

Статикалық электр тогы көптеген жағымсыз әсерлерге әкелуі мүмкін. Мысалы, бірдей зарядты талшықтар бір-бірін тебеді, ал әртүрлі зарядты талшықтар машина бөлшектеріне тартылады, бұл жіптің үлпілдеуіне, жіптің түктілігінің артуына, қаптаманың нашар қалыптасуына, машина бөлшектеріне талшықтың жабысуына, жіптің сынуының артуына және мата бетінде шашыраңқы жолақтарға әкеледі. Киім зарядталғаннан кейін шаңды сіңіріп, ластану оңай, киім мен адам денесінің немесе киім мен киім арасында шатасып қалуы мүмкін, тіпті электр ұшқындары пайда болуы мүмкін. Ауыр жағдайларда статикалық кернеу бірнеше мың вольтқа жетуі мүмкін, ал разрядтан пайда болған ұшқындар ауыр зардаптарға әкелетін өртке әкелуі мүмкін.

Синтетикалық талшықтар мен олардың маталарына берік антистатикалық қасиеттер берудің әртүрлі әдістері бар. Мысалы, синтетикалық талшықтарды полимерлеу немесе иіру кезінде гидрофильді полимерлер немесе өткізгіш төмен молекулалық салмақтағы полимерлер қосылуы мүмкін; гидрофильді сыртқы қабаты бар композиттік талшықтарды алу үшін композиттік иіру технологиясын қолдануға болады. Иіру процесінде синтетикалық талшықтарды күшті гигроскопиялық талшықтармен араластыруға немесе оң зарядты талшықтар мен теріс зарядты талшықтарды потенциалдық тізбекке сәйкес араластыруға болады. Маталарға берік гидрофильді қосалқы әрлеуді де қолдануға болады.

Тұрақты антистатикалық әсері бар талшықтарды дайындау үшін, беттік белсенді заттар көбінесе араластырып иіру үшін иіру допына қосылады. Талшық түзілгеннен кейін, беттік белсенді заттар өз сипаттамаларына байланысты талшықтың ішінен бетіне үздіксіз миграцияланады және диффузияланады, осылайша антистатикалық әсерге қол жеткізіледі. Сондай-ақ, беттік белсенді заттарды талшық бетіне желім арқылы бекіту немесе оларды талшық бетіндегі пленкаларға көлденең байланыстыру сияқты әдістер бар, және бұл әсер пластик бетіне антистатикалық лак жағуға ұқсас.

Мұндай талшықтардың антистатикалық әсері қоршаған орта ылғалдылығымен тығыз байланысты. Ылғалдылық жоғары болған кезде ылғал беттік белсенді заттың иондық өткізгіштігін арттыра алады, ал антистатикалық қасиеттері айтарлықтай жақсарады; құрғақ ортада бұл әсер әлсірейді.

Антистатикалық талшықтың бұл түрінің негізгі мақсаты талшық түзетін полимерді өзгерту және гидрофильді мономерлер немесе полимерлер қосу арқылы талшықтың гигроскопиялықтығын арттыру, осылайша оған антистатикалық қасиеттер беру болып табылады. Сонымен қатар, мыс сульфатын акрил иіру қоспасына араластыруға болады, ал иіру мен коагуляциядан кейін оны күкірт құрамдас тотықсыздандырғышпен өңдейді, бұл өткізгіш талшықтардың өндіріс тиімділігі мен өткізгіштік беріктігін жақсарта алады. Кәдімгі қоспа иіруден басқа, полимерлеу кезінде микрокөпфазалы дисперсиялық жүйені қалыптастыру үшін гидрофильді полимерлерді қосу әдісі біртіндеп пайда болды, мысалы, антистатикалық қасиеттердің беріктігін арттыру үшін капролактам реакция қоспасына полиэтиленгликоль қосу.

Металл өткізгіш талшықтар әдетте металл материалдардан арнайы талшық түзу процестері арқылы жасалады. Кең таралған металдарға тот баспайтын болат, мыс, алюминий, никель және т.б. жатады. Мұндай талшықтар тамаша электр өткізгіштікке ие, зарядтарды тез өткізе алады және статикалық электрді тиімді түрде жоя алады. Сонымен қатар, олар жақсы ыстыққа төзімділікке және химиялық коррозияға төзімділікке ие. Дегенмен, тоқыма бұйымдарына қолданған кезде кейбір шектеулер бар. Мысалы, металл талшықтарының бірігуі төмен, ал иіру кезінде талшықтар арасындағы байланыс күші жеткіліксіз, бұл жіп сапасына қатысты мәселелерді тудыруы мүмкін; дайын өнімдердің түсі металдың түсімен шектеледі және салыстырмалы түрде біркелкі. Практикалық қолдануда олар көбінесе қарапайым талшықтармен араластырылады, металл талшықтарының өткізгіштік артықшылығын пайдаланып, аралас өнімдерге антистатикалық қасиеттер береді және иіру өнімділігін жақсарту және шығындарды азайту үшін қарапайым талшықтарды пайдаланады.

Көміртекті өткізгіш талшықтарды дайындау әдістеріне негізінен легирлеу, жабу, көміртектендіргіш және т.б. жатады. Легирлеу - өткізгіш қоспаларды талшық түзетін материалға араластырып, материалдың электрондық құрылымын өзгерту, осылайша талшыққа өткізгіштік беру; жабу - талшық бетіне көміртегі қара сияқты жақсы өткізгіштігі бар көміртекті материал қабатын жабу арқылы өткізгіш қабат қалыптастыру; көміртектендіргіш әдетте вискоза, акрил, шайыр және т.б. ізашар талшықтар ретінде қолданылады және оларды жоғары температуралы көміртектендіргіш арқылы өткізгіш көміртекті талшықтарға айналдырады. Осы әдістермен дайындалған көміртекті өткізгіш талшықтар талшықтардың бастапқы механикалық қасиеттерінің бір бөлігін сақтай отырып, белгілі бір өткізгіштікке ие болады. Картектендіргішпен өңделген көміртекті талшықтар жақсы өткізгіштікке, ыстыққа төзімділікке және химиялық төзімділікке ие болғанымен, олардың модулі жоғары, қатты құрылымды, беріктіктің болмауын, майысуға төзімді емес және жылу жиырылу қабілетіне ие емес, сондықтан оларды қолдану талшықтардың жақсы икемділігі мен деформациялануы қажет болған жағдайларда нашар.

Өткізгіш полимерлерден жасалған органикалық өткізгіш талшықтар арнайы конъюгацияланған құрылымға ие, ал электрондар молекулалық тізбекте салыстырмалы түрде еркін қозғала алады, осылайша өткізгіштікке ие болады. Бірегей өткізгіш қасиеттері мен органикалық материалдық сипаттамаларына байланысты мұндай талшықтар арнайы материалдық өнімділік талаптары мен арзан сезімталдығы бар кейбір жоғары деңгейлі салаларда, мысалы, нақты электрондық құрылғылар мен аэроғарыш салаларында қолданудың әлеуетті құндылығына ие.

Бұл талшық түрі кәдімгі синтетикалық талшықтардың бетіне беткі өңдеу процестері арқылы көміртегі қара және металл сияқты өткізгіш заттарды жағу арқылы антистатикалық функцияны орындайды. Металл жағу процесі салыстырмалы түрде күрделі және қымбат, және талшықтың қолмен сезілуі сияқты тозу қасиеттеріне белгілі бір әсер етуі мүмкін.

Композиттік иіру әдісі - әртүрлі құрамдағы немесе қасиеттердегі екі немесе одан да көп полимерді пайдалану арқылы бір иіру процесінде арнайы композиттік иіру құрастырмасы арқылы екі немесе одан да көп әртүрлі компоненттері бар бір талшық қалыптастыру. Антистатикалық талшықтарды дайындау кезінде өткізгіштігі бар полимерлер немесе өткізгіш заттар қосылған полимерлер әдетте бір компонент ретінде пайдаланылады және кәдімгі талшық түзетін полимерлермен біріктіріледі. Басқа антистатикалық талшық дайындау әдістерімен салыстырғанда, композиттік иіру әдісімен дайындалған талшықтар тұрақты антистатикалық қасиеттерге ие және талшықтардың бастапқы қасиеттеріне аз теріс әсер етеді.

Күнделікті өмірде қыста ауа тым құрғақ болған кезде адам терісі мен киімінің арасында статикалық электр тогы пайда болуы мүмкін, ал лездік статикалық кернеу ауыр жағдайларда ондаған мың вольтқа жетіп, адам ағзасына жайсыздық тудыруы мүмкін. Мысалы, кілемдерде жүру 1500-35000 вольт статикалық электр энергиясын, винил шайыр едендерде жүру 250-12000 вольт статикалық электр энергиясын, ал үй ішінде орындыққа үйкелу 1800 вольттан астам статикалық электр энергиясын тудыруы мүмкін. Статикалық электр энергиясының деңгейі негізінен қоршаған ауаның ылғалдылығына байланысты. Әдетте, статикалық кедергі 7000 вольттан асқан кезде, адамдар электр тогының соғуын сезінеді.

Статикалық электр адам ағзасына зиянды. Тұрақты статикалық электр қандағы сілтілікті арттырып, сарысудағы кальций мөлшерін азайтып, зәрдегі кальцийдің бөлінуін арттыруы мүмкін. Бұл өсіп келе жатқан балаларға, қандағы кальций деңгейі өте төмен қарт адамдарға және кальцийге көп мұқтаж жүкті әйелдер мен бала емізетін аналарға үлкен әсер етеді. Адам ағзасында статикалық электрдің шамадан тыс жиналуы мидың жүйке жасушаларының мембраналарының ток өткізгіштігінің бұзылуына әкеледі, орталық жүйке жүйесіне әсер етеді, қанның рН және дененің оттегі сипаттамаларының өзгеруіне әкеледі, дененің физиологиялық тепе-теңдігіне әсер етеді және бас айналу, бас ауруы, ашушаңдық, ұйқысыздық, тәбеттің жоғалуы және ақыл-ойдың транс сияқты белгілерді тудырады. Статикалық электр сонымен қатар адамның қан айналымына, иммундық және жүйке жүйелеріне кедергі келтіруі, әртүрлі органдардың (әсіресе жүректің) қалыпты жұмысына әсер етуі және жүрек соғу жиілігінің бұзылуына және жүректің мерзімінен бұрын соғуына әкелуі мүмкін. Қыста жүрек-қан тамырлары ауруларының шамамен үштен бірі статикалық электрмен байланысты. Сонымен қатар, тез тұтанатын және жарылғыш аймақтарда адам ағзасындағы статикалық электр өртке әкелуі мүмкін.