静电的利用与防止
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静电应用和防止的原理介绍静电是指物体表面所带的电荷状态。
在现实生活中,静电既有许多应用,也可能带来一些问题。
本文将介绍静电的应用和防止静电的原理。
静电应用静电在很多领域中都有广泛的应用,以下列举几个常见的静电应用:1.喷涂:静电喷涂是一种常用的涂装方式,通过将涂料带电并喷洒在被涂物体上,可以获得更均匀的涂层,并减少涂料的浪费。
2.挤压薄膜:静电力可以用于辅助挤压薄膜,例如在塑料袋生产过程中,静电力帮助将塑料薄膜展开并保持平整。
3.印刷:静电可以用于吸附、定位和输送印刷材料,提高印刷速度和精度。
4.粉末涂覆:静电粉末涂覆是一种常用的表面处理方式,通过静电吸附粉末涂料,并在烘烤后形成坚固的涂层。
5.静电除尘:静电除尘技术是一种高效的除尘方法,通过静电吸引和收集空气中的尘埃和颗粒物。
防止静电的原理虽然静电在某些应用中有益处,但在其他情况下可能会引发问题,例如静电电击、静电粘附等。
以下是几种常见的防止静电的原理:1.接地:接地是最常见的防止静电的方法之一。
将物体与地球接触,可以将其带电中和,并将过多电荷释放到地球,从而减少静电积累的可能性。
2.使用导电材料:选择适当的导电材料可以帮助防止静电的积聚。
导电材料可以迅速将电荷分散到周围环境中,减少静电效应。
3.湿度调节:适当调节环境湿度可以减少静电的产生。
较高的湿度会导致空气中的水分子吸附在物体表面,形成一个导电层,从而减少静电积聚。
4.使用防静电材料:防静电材料具有抗静电特性,可以减少静电的积聚。
例如,防静电衣物和地板可以帮助人们在静电敏感的环境中工作。
总结静电在许多领域中有广泛的应用,例如喷涂、挤压薄膜和印刷等。
然而,静电也可能引发一些问题,例如电击和粘附。
为了防止静电的积聚,可以采取接地、使用导电材料、调节湿度和使用防静电材料等方法。
通过合理应用静电和采取相应的防止措施,我们可以更好地利用静电的优点,并避免静电带来的问题。
静电的应用和静电的防护静电是一种电荷不平衡引起的现象,它在我们的日常生活中具有广泛的应用。
同时,由于静电可能引发一系列的安全问题,静电的防护措施也变得十分重要。
本文将探讨静电的应用和静电的防护措施。
一、静电的应用1. 静电喷涂静电喷涂是一种广泛应用于工业制造中的技术。
在静电喷涂过程中,通过给涂料带上适当的电荷,将其喷涂到具有相反电荷的物体上。
这种方法可以实现均匀且高效的喷涂效果,适用于各种类型的涂料和材料。
2. 静电除尘静电除尘是一种环保的空气净化技术。
在静电除尘器中,通过给尘埃带上电荷,使其被收集板吸附,从而将空气中的尘埃去除。
这种方法可以高效去除细小的粉尘颗粒,同时具有节能和减少排放的优势。
3. 静电贴附静电贴附是一种常见的生活应用。
例如,我们可以通过静电贴附将贴纸或磁贴粘在金属或玻璃表面上。
这种方法简单易行且可重复使用,便于我们进行标记或者装饰。
二、静电的防护1. 接地接地是静电产生的主要原因,因此合理进行接地是防护静电的重要措施之一。
在工业生产中,通过将导电材料与地线连接,将静电荷释放到地下,从而减少了电荷积累和放电的风险。
2. 静电消除器静电消除器是一种常用的静电防护设备,它通过将电荷中和推向地面,减少和消除静电的积累。
静电消除器可以广泛应用于制造业、电子行业和化学行业等领域,有效保护人员和设备的安全。
3. 绝缘材料使用绝缘材料是防护静电的另一个重要方法。
绝缘材料可以阻断电荷的传输,减少静电的积累和放电的风险。
在电子设备和高压电力系统中,绝缘材料扮演着重要的保护角色,确保系统的正常运行和人员的安全。
4. 静电放电装置静电放电装置是一种重要的静电防护设备,它可以用来控制和消散静电荷。
通过合理放置静电放电装置,可以及时将静电荷释放到空气中,减少静电产生的危险。
结论:静电在我们的生活中具有广泛的应用,如静电喷涂、静电除尘和静电贴附等。
然而,由于静电产生的电荷不平衡可能引发安全问题,我们需要采取相应的静电防护措施。
第九章静电场及其应用9.4:静电的防止与利用一:知识精讲归纳一.静电感应现象1.把导体放入电场,导体内的自由电荷在电场力作用下定向移动,而使导体两端出现等量异种电荷的现象.2.静电平衡状态:导体在电场中发生静电感应现象,感应电荷的电场与原电场叠加,使导体内部各点的合电场等于零,导体内的自由电子不再发生移动的状态.3.静电平衡状态的特征(1)处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零.(2)处于静电平衡状态的导体,外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直.(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体的表面为等势面.4.静电平衡导体上的电荷分布带电的导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面.且在导体表面越尖锐的位置,电荷的密度越大,凹陷的位置几乎没有电荷.二:尖端放电与静电屏蔽技巧总结:对静电平衡的理解1.静电平衡的实质:金属导体放到场强为E0的电场中,金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷,而另一侧聚集正电荷,感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场,导致合场强减小.当感应电荷继续增加,合场强逐渐减小,合场强为零时,自由电荷的定向移动停止.2.对静电平衡的三点理解(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果,达到静电平衡时,自由电荷不再发生定向移动.(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的.(3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零,E′=-E.3.静电平衡状态下的导体的电荷分布特点(1)净电荷都分布在导体的表面,导体内部没有净电荷.(2)感应电荷分布于导体两端,电性相反,电量相等,远同近异.二:考点题型归纳一:静电的防止与利用1.关于静电的利用和防范,以下说法中正确的是()A.静电复印是防范静电的B.为了防止静电积聚,飞机起落架的轮胎必须用绝缘橡胶制成C.油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上,可以避免产生电火花引起的爆炸D.电工被铜丝编织的衣服所包裹,使体内的电势为零,对人体保护作用2.以下几个生活中的物理现象,涉及的物理原理与其他三个不同的是()A.夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕B.优质的话筒线在信号传输线外又多包了一层金属网C.超高压带电作业的工人穿戴的工作服包含金属丝织物D.精密的电子仪器放在封闭的金属壳里就不受外界电场的影响3.在一次科学晚会上,一位老师表演了一个“魔术”:一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐(金属)片,把它们分别跟静电起电机的两极相连。
关于《静电的防止与利用》重难点的理解
1、静电的防止:要防止静电,就需要对导体和绝缘体进行避静电处理,把静电从芯片或者存储介质移走,只要保证绝缘体表面的绝缘效果,可以防止静电的形成;还可以通过消除引起静电的源头,如地床或输送带来消除静电;另外,通过释电器设备等对封装系统进行释电,以确保这些装置达到一定的释电性能,可以防止静电的产生。
2、静电的利用:静电可以用来分选元件,把特性良好的元件容易被被静电的吸附而被分离出来;也可用于静电消除,通过吸附静电到绝缘体表面,来消掉防止静电的源头,以达到消除静电的目的;还可以利用静电的场势和通讯原理,构成物联网,完成传感、报告、控制等复杂的物理过程;此外,静电还可以用于芯片和传感器等微型装置的控制和操纵。
(中国纱线网,经典案例分析,教你如何应对产品质量索赔)静电利与弊的利用和防止静电利与弊的利用和防止静电的危害很多,它的第一种危害来源于带电体的互相作用。
在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电,如果不采取措施,将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作,使飞机变成聋子和瞎子;在印刷厂里,纸页之间的静电会使纸页粘合在一起,难以分开,给印刷带来麻烦;在制药厂里。
由于静电吸引尘埃,会使药品达不到标准的纯度;在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污,形成一层尘埃的薄膜,使图像的清晰程度和亮度降低;就在混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘,也是静电捣的鬼。
静电的第二大危害,是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。
漆黑的夜晚,我们脱尼龙、毛料衣服时,会发出火花和“叭叭”的响声,这对人体基本无害。
但在手术台上,静电火花会引起麻醉剂的爆炸,伤害医生和病人;在煤矿,则会引起瓦斯爆炸,会导致工人死伤,矿井报废。
在二十世纪中期,随着工业生产的高速发展以及高分子材料的迅速推广应用, 一方面,一些电阻率很高的高分子材料如塑料、橡胶等的制品的广泛应用以及现代生产过程的高速化, 使得静电能积累到很高的程度, 另一方面,静电敏感材料的生产和使用, 如轻质油品, 火药, 固态电子器件等, 工矿企业部门受静电的危害也越来越突出, 静电危害造成了相当严重的后果和损失。
曾使得造成电子工业年损失达上百亿美元,这还不包括潜在的损失。
在航天工业,静电放电造成火箭和卫星发射失败,干扰航天飞行器的运行。
在石化工业,美国从1960年到1975年由于静电引起的火灾爆炸事故达116起。
1969年底在不到一个月的时间内荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时产生的静电引起相继发生爆炸以后,引起了世界科学家对静电防护的关注。
我国近年来在石化企业曾发生30多起较大的静电事故, 其中损失达百万元以上的有数起。
例如上海某石化公司的2000m3甲苯罐, 山东某石化公司的胶渣罐, 抚顺某石化公司的航煤罐等都因静电造成了严重火灾爆炸事故。
二次世界大战后许多工业发达国家都建立了静电研究机构。
静电危害起因于静电力和静电火花,静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸。
人们常说,防患于未然,防止产生静电的措施一般都是,改造起电强烈的工艺环节,采用起电较少的设备材料等。
最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地,这样可以把电荷引人大地,避免静电积累。
细心的乘客大概会发现;在飞机的两侧翼尖及飞机的尾部都装有放电刷,飞机着陆时,为了防止乘客下飞时被电击,飞机起落架上大都使用特制的接地轮胎或接地线;以泄放掉飞机在空中所产生的静电荷。
我们还经常看到油罐车的尾部拖一条铁链,这就是车的接地线。
适当增加工作环境的湿度,让电荷随时放出,也可以有效地消除静电。
潮湿的天气里不容易做好静电试验,就是这个道理。
科研人员研究的抗静电剂,则能很好地消除绝缘体内部的静电。
然而,任何事物都有两面性,对于静电,只要摸透了它的脾气,扬长避短,也能让它为人类服务。
比如,静电印花、静电喷涂、静电植绒、静电除尘和港电分选技术等,已在工业生产和生活中得到广泛应用。
静电也开始在淡化海水,喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手,甚至在字宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。
第1553楼火山发表于2009/07/14 16:43 抗静电剂可用来降低制品表面电阻,从而分散了纤维表面很高的电荷密度塑料是现代社会广泛使用的高分子合成材料,它有很高的表面电阻率(25℃,RH60%,电阻率1017Ω)。
因而,一旦摩擦带电后,静电不易通过导电除去而滞留在塑料表面。
由于静电的存在,不仅影响塑料制品的美观(吸尘等),更主要的是影响塑料制品的制造和使用。
为此,塑料抗静电剂,其作用就是塑料制品面降低高聚物表面电阻率和电荷密度,从而达到解除静电危害的目。
一般而言,塑料的电阻非常大,经摩擦或接触则带电,容易引发各种静电影响,如放电时的电击、吸附灰尘损害外观、IC短路等。
为避免这种影响一般要采用抗静电剂。
通常情况下,为了防止塑料的静电产生,大多采用下列几种方法,一是环境保持适常湿度与使用除电机;二是在塑料的表面上涂布低分子型抗静电剂;三是利用碳、导电性过滤与永久抗静电剂;四是在导电性聚合物上改善其材料分子构造。
抗静电剂除了使用在塑料之外,也使用在纤维、纸类、涂料、油墨、石油制品等,这些产品常有污渍附着而产生静电的情况。
从各种防静电技术的比较上看,物理方式除静电,材料特性不会变化,但设备花费大、只能适用于部分形状的产品;对产品进行表面处理,方法简便,但缺乏耐久性;涂导电性涂料,可用于复杂的形状,并适用于大范围的材料,设备花费少,但价位高、有剥离的危险,且均一涂上薄膜有困难;镀金属不会有部分剥离情况,但适用材料有限,且设备花费大、产生环境公害问题。
内加抗静电剂的方法中,添加表面活性剂(低分子型抗静电剂),价格便宜、操作简便,但材料表面特性易变化,摩擦、水洗后易脱落,且不可上色;添加永久型抗静电剂(亲水性聚合物),导电性、稳定性良好,但价位高、添加量多,且会受到塑料物性的影响。
抗静电剂在全球将有广泛的应用。
北美地区抗静电剂市场预计到2004年前每年平均以4%左右的幅度增长,就用途来看,大多使用在电子家电产品以及食品包装材上。
而从抗静电剂种类来看,乙胺类多使用在聚烯烃上,做为电子设备包装;而季胺化合物则常使用在PVC,如工业传送带、磁片包装及瓶子等;脂肪酸酯类则多使用在聚烯烃内部抗静电用。
欧洲抗静电剂市场预计每年将有2.5%的增长率,就用途而言,主要使用在聚苯乙烯、ABS及其他苯乙烯系聚合物的处理过程,由于内添加型抗静电剂通常具有润滑的功效,所以有时难以与润滑剂加以区分。
在日本,抗静电剂主要是以0.1%~0.2%的浓度混入塑料之中,至于精确的混合量则视产品与聚合物的种类而定,其中聚丙烯是最常使用到抗静电剂的产品,其次为PVC及ABS。
就日本整个抗静电剂的使用量来说,预计2003年非离子型/阳离子型抗静电剂使用量约为5000吨,未来也将以1%左右的增速持续增长。
就抗静电剂的种类来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是使用在精密机械方面的成长情况更是颇受期待。
这是由于家电、电子仪器所使用的电子回路,当静电的累积过多时,就可能会发生接触不良的情况,因此具备防止静电过度累积的这种高性能抗。
第1554楼火山发表于2009/07/14 16:44上浆专用抗静电剂的种类一、静电1.1 静电的产生当两个物体相互接触或摩擦时,它们的表面会产生电荷,并发生电荷转移,两个物体分别带有正、负电荷,当两个物体分离后,多余的电荷就通过接触泄漏而消失,如果物体为优良导体,泄漏速率很快,如果为不良导体,则引起电荷的积聚,产生静电。
涤纶纤维的大分子是以共价链为主链的有机化合物,它不能电离,也不能传递电子或离子,再加上其分子基团极性很小,疏水性大,电荷不易逸散,一旦摩擦产生静电后,由于涤纶纤维绝缘性好,电阻大,静电释放非常缓慢,引起电荷积聚。
故涤纶是最易产生静电的纤维,给纺织带来了极大的困难。
1.2 抗静电的方法抗静电方法从控制电荷的产生(起电)和电荷的泄漏两方面进行。
1.2.1控制起电①减少接触、磨擦的机会,例如羊毛上加和毛油,纺丝时加油剂,以增加纤维的润滑性,或提高加工设备的光滑性,〈如镀铬〉,降低磨擦系数,同时还可降低磨擦压力和磨擦速度,以减少起电。
②提高环境的相对湿度。
例如织布间的给湿,使静电减少。
③加入能产生相反电荷的材料,使产生的电荷相互抵消。
例如涤纶与棉混纺,涤纶与钢摩擦带负电荷,棉与钢摩擦则带正电荷,涤/棉混纺时便可让正电荷与负电荷中和。
1.2.2静电消除把产生的电荷迅速泄漏掉是抗静电的有效方法,消除静电可用消电器,也可迅速向大地泄漏。
同时在材料外部喷洒。
浸渍式涂布抗静电剂,一般是暂时性的,不耐久。
纺丝时的油剂及纺织品抗静电整理即属此法。
1.3抗静电剂的分类抗静电剂可分为暂时性抗静电剂和耐久性抗静电剂。
而在纺织厂目前普遍使用的都为暂时性抗静电剂。
暂时性抗静电剂大致可分为6类:第1555楼火山发表于2009/07/14 16:44 A、吸湿剂和电解质即利用它们的吸湿作用增加纤维表面水分,从而增加其导电率,以迅速泄漏电荷。
常用的有甘油与醋酸钾、无机盐、胺类等。
B、阴离子表面活性剂烷基(苯)磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基硫酸酯、烷基苯酚聚氧化乙烯醚硫酸酯和烷基磷酸酯,它在低浓度时就有很好的抗静电作用。
C、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂是抗静电剂的大类品种,在低浓度时就具有优良的抗静电性能,由于大多数高分子材料都带负电荷,因此最有效的抗静电剂是阳离子和两性表面活性剂。
如季铵盐抗静电剂TM等。
D、两性表面活性剂两性表面活性剂是一类优良的抗静电剂,其它荷性随PH值的不同而呈阳荷性和阴荷性。
E、非离子表面活性剂非离子表面活性剂有多元醇类和聚氧化乙烯醚两大类。
非离子表面活性剂的抗静电性能比离子型表面活性剂差。
F、有机硅类有机硅高分子链具有弹性的螺旋型结构,在热处理后甲基向空气定向排列、可获得柔软、润滑和防水功能,若引入亲水性基团、则可用于抗静电。
二、纺织上浆专用抗静电剂的选择从上述抗静电剂的分类来看,能适用于纺纱上浆时用的抗静电剂必需具有下列性能:①一般纺织厂使用浆料普遍为弱阴离子高分子系列化合物。
故该体系应为阴离子或非离子。
②较好的相溶性,因纤维上浆需用的浆料较复杂,多为聚乙烯醇、变性淀粉、丙烯酸酯及其它助剂(消泡剂、油脂),这就要求抗静电剂具有很好的相溶性和稳定性。
③用于纺纱上浆的抗静电剂不但能赋予纱线良好的抗静电效果,同时,还需赋予浆液良好的的渗透性、乳化性、特别能提高浆液的经纱的粘着力。
第1556楼火山发表于2009/07/14 16:45抗静电剂的种类及应用目前实用的塑料抗静电剂以表面活性剂和亲水性高分子为主。
表面活性剂作为抗静电剂使用时,要在材料表面形成抗静电剂分子层。
其分子的亲油性基团植于树脂内部,亲水性基团则在空气一侧取向排列。
前者使抗静电剂和塑料保持一定的相容性,后者吸附空气中的水分子在材料表面形成一层均匀发布的导电溶液,或自身离子化传导表面电荷达到抗静电效果。
塑料抗静电用的表面活性剂主要有以下品种:阳离子型:季铵盐、胺盐等;阴离子型:磷酸盐、磺酸盐等;非离子型:多元醇、多元醇脂肪酸酯、聚氧化乙烯附加物等;两性型:季铵内盐、丙胺酸盐等。
表面活性剂可以用水、醇等溶剂配成溶液直接喷涂、浸渍或涂刷材料表面,脱除溶剂后形成抗静电涂层。
这种方法使用时以阳离子型表面活性剂效果最好。
但目前最常用的使用方法是将表面活性剂混配到树脂中,并均匀分布在聚合物内。
加工后,抗静电剂分子会向外迁移,并形成抗静电层。