摘要:本文简述了目前国内外测试表面电阻率性能体系,对各标准间进行差异比较。通过实验说明不同型号仪器间的测试结果存在明显差异,建议各检测机构采用统一仪器型号进行测试。
关键词:标准;电阻;表面电阻率;仪器
1 引言
随着人们生活水平和生活追求的提高,人们对功能性纺织品的需求量越来越大,特别是防护功能纺织品越来越受到人们的青睐。目前防护功能纺织品有阻燃纺织品、防辐射纺织品、防静电纺织品、防紫外线纺织品等。近十年来,我国纺织品的抗静电技术有了飞速发展,除应用于专业工作场所的抗静电工作服、超净工作服,军队、武警的常服、作训服等,甚至一般民用纺织品如羊绒衫等针织物也需要有抗静电功能。纺织品质量测试机构经常会收到各种企业的抗静电产品样品检测,而评价纺织品抗静电性能的指标主要采用带电电荷量、电荷面密度、摩擦带电电压、静电半衰期、表面电阻率和体积电阻率等,所以表面电阻率是评价纺织品抗静电性能的一个重要指标。
2 表面电阻率检测标准体系
对于表面电阻率的检测,目前尚无全球统一的标准,常用的表面电阻率检测标准包括中国国家标准GB/T12704.3-2010《纺织品 静电性能的评定 第4部分:电阻率》,美国标准AATCC 76-2011《纺织品表面电阻实验方法》和欧洲标准EN 1149-1:2006《防护服 静电性能 第1部分:测量表面电阻率的实验方法》。
各国标准对表面电阻率测试的要求都不同,主要包括适用范围,测试电压、测试时间、测试环境、测试样品数量、计算公式和抗静电指标的要求。
由各标准的适用范围来看GB/T12704.3-2010适用于各类纺织织物,但不适用与铺地织物;EN 1149-1:2006规定了用于能消除静电火花的防静电防护服(或手套)材料的试验方法,但标准不适用于抗电源电压防护服或手套所采用的材料;而AATCC 76-2011则适用于所有纺织品,适用范围更广泛。
由各标准的测试条件来看GB/T12704.3-2010规定了测试电压为100V、测试时间为60s,测试环境温度:(20±2)℃相对湿度:(35±5)%,总共测试5个试样;EN 1149-1:2006规定了测试电压为100V、测试时间为15s,测试环境温度:(23±1)℃相对湿度:(25±5)%,总共测试5个试样;而AATCC 76-2011只规定了测试电压为100V、测试时间为60s,测试3个试样,没有对测试环境温湿度统一规定,而是根据用途来选定具体的实验环境,这样更能真实具体现纺织品在具体的使用环境下的抗静电性。
由各标准的表面电阻率计算和抗静电要求来看EN 1149-1:2006的表面电阻率ρ=k×R k=2π/ln(r 2 /r 1 ),对抗静电要求无具体要求值;AATCC 76-2011表面电阻率计算分为两种情况一是:平行板电极的情况:R = O × W/D,另一种是同心环电极R = 2.73(O)/logra/ri P=log R(基于 10 ),对抗静电要求无具体要求值;而GB/T12704.3-2010表面电阻率p=R× L/W,并对抗静电具体有要求为A级:<1×10^7B级:≥1×10^7,<1×10^10C级:≥1×10^7,<1×10^13,能更直观的知道纺织品的抗静电效果。
由各标准的报出值来看EN 1149-1:2006需报告调节和测试的环境条件;每个被测样品的表面电阻值和表面电阻率的单一数据与几何平均值;AATCC 76-2011需报告 log R 值、所用的相对湿度和温度、如果所用的是平行板电极,则备注其测试的方向;GB/T12704.3-2010则需报告试样的形状和尺寸、电极和保护装置的形式、材料和尺寸、如果需要,可对样品表面电阻率给出评价。
3 不同仪器对表面电阻率的影响。
3.1实验方案
样品:随机选取匀质的直径为113mm针织布料3块。
测试标准:GB/T12704.3-2010
仪器选择:不同型号测试仪器测试结果可能存在差异,根据各检测机构常用测试表面电阻率的仪器,选取进口TO-3和国产FJD-D两种常用的测试仪器。根据GB/T12704.3-2010标准要求分别采用上述的两种仪器测试三块样品的电阻R,计算出表面电阻率,并对数据进行分析。测试结果见表1:
3.2实验数据结果及分析
本次实验选取两种不同的测试仪器均满足标准GB/T12704.3-2010要求。由表1可知,不同型号的仪器测得的电阻和表面电阻率存在着较为明显的差异。各国电阻率测试标准中未对仪器型号作出明确的规定,为了确保不同实验室间数据的一致性,进行比对试验的时候最好选用同一型号的仪器。
4 结论
4.1 GB/T12704.3-2010与EN 1149-1:2006内容比较相近,只是测试温湿度,表面电阻率计算存在轻微差异,GB/T12704.3-2010还明确规定了织物的抗静电要求,并且可以给出抗静电评价。AATCC 76-2011在试样的选择、报出值、测试环境与其他两个标准存在明显差异,测试环境是根据织物用途来选择相对应温湿度测试,具有其鲜明的特点;另外可以采用平行电极或者环形电极来进行测试。
4.2 不同型号的仪器测得的电阻和表面电阻率存在明显差异,检测时需备注清楚,建议各检测机构采用同种型号仪器测试,提高测试结果的统一性。
参考文献:
[1] EN 1149-1:2006 防护服 静电性能 第一部分 :测量表面电阻率的试验方法[S]
[2] AATCC 76-2011 纺织品表面电阻试验方法[S]
[3] GB/T12703.4-2010纺织品 静电性能的评定 第4部分:电阻率[S]