Antistatische Matte
Die Antistatikmatte (Fußmatte) besteht hauptsächlich aus leitfähigen Materialien, statisch ableitenden Materialien und synthetischem Kautschuk. Gemacht. Das Produkt ist im Allgemeinen eine zweischichtige Struktur, die Oberflächenschicht ist eine statisch ableitende Schicht und die untere Schicht ist eine leitfähige Schicht. Die Matte ist langlebig, hat eine gute Säure-, Alkali- und Chemikalienbeständigkeit, ist verschleißfest und leicht zu reinigen.
Beliebige zwei Materialien mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung oder zwei Materialien mit derselben chemischen Zusammensetzung, aber unterschiedlichen physikalischen Zuständen, weisen in ihren inneren Strukturen unterschiedliche Ladungsträger-Energieverteilungen auf. Wenn diese beiden Materialien in Kontakt stehen und gerieben werden, findet eine Ladungsumverteilung auf der Oberfläche der Antistatikmatte statt, um eine elektrische Doppelschicht zu bilden. Wenn sie erneut getrennt werden, hat jedes Material eine positive (oder negative) Ladung, die im Vergleich zu Kontakt und Reibung übermäßig groß ist. Dieser Vorgang des Ladens eines Objekts wird als Elektrifizierung bezeichnet.
Das Elektrifizierungsverfahren weist im Allgemeinen eine Kontaktelektrifizierung, eine triboelektrische Elektrifizierung, eine photovoltaische Elektrifizierung, eine thermoelektrische Emissionselektrifizierung, eine Feldemissionselektrifizierung, eine Dispersion von Teilchenelektrizität, eine mechanische Bruchelektrifizierung und eine Koronaelektrifizierung auf. Am häufigsten sind die Kontaktelektrifizierung und die triboelektrische Aufladung. Die Elektrifizierungseigenschaften der leichten Reibung können durch eine Reihe enger Kontakt- und Trennungsprozesse angenähert werden, wodurch Ladung zwischen den Oberflächen der antistatischen Kleidung übertragen wird, um statische Elektrizität zu erzeugen. Bei starker Reibung kann der antistatische Schuh jedoch aufgrund der relativen Bewegung der lokalen Kontaktfläche des antistatischen Schuhs bei einer relativ hohen Geschwindigkeit erwärmt oder sogar erweicht werden, und es kann zu einem Massenaustausch zwischen den beiden Reibflächen kommen . Daher bezieht sich das Symbol der Reibungselektrifizierung des antistatischen Polstermaterials manchmal auf den Druck auf die Kontaktfläche der antistatischen Kleidung. Wenn beispielsweise das Viskose-Seidengewebe mit dem Edelstahlstab gerieben wird, wird das Gewebe bei niedrigem Druck positiv geladen und bei hohem Druck negativ geladen. . Ein anderes Beispiel ist, wenn zwei Gummistäbe aus dem gleichen Material für eins und eins Haftreibung verwendet werden und die Bewegungsstange positiv aufgeladen ist. Nach wiederholter intensiver Reibung wird der ursprünglich positiv geladene Stab negativ aufgeladen. Neben dem hohen Kontaktpotential der beiden Objekte sollten diese Phänomene auch den Seebeck-Effekt (dh den elektromotorischen Krafteffekt der Temperaturdifferenz) berücksichtigen. Reibung verursacht lokale Erwärmung, wodurch Träger von hoher Temperatur zu niedriger Temperatur übergehen. Reibung verursacht mechanischen Zusammenbruch und thermische Zersetzung von Makromolekülen zur Erzeugung von Elektronen oder Ionen sowie piezoelektrische und thermoelektrische Effekte. So intensive Reibung ist ein komplexer Elektrifizierungsprozess.
Die statische Elektrizität des Polymers sollte in Kombination mit dem leitfähigen Mechanismus untersucht werden. Wenn das Metall mit dem antistatischen Kleidungsstück oder dem Polymer in Kontakt steht und davon getrennt ist, kann die Elektrifizierung aufgrund von Elektronentransfer oder Ionentransfer erfolgen, der größte Teil des Elektronentransfers kann jedoch von einem gewissen Ionentransfer begleitet sein, um eine Elektrifizierung zu bewirken.
Der Elektronentransfer hängt von der Fermi-Energie oder dem Fermi-Niveau (E) des Kontaktobjekts ab und sein Wert ist gleich dem elektrochemischen Potenzial der Elektronen im Festkörper, sodass E eine thermodynamische Funktion ist. Die Elektronen, die in den Festkörper eintreten, können als bei E endend betrachtet werden, und der Austritt von Elektronen aus dem Festkörper kann als durchschnittlich von Er aus betrachtet werden. Wenn der Elektronentransfer ausgeglichen ist, sollte das Fermi-Niveau des gesamten Systems im Energieniveaudiagramm gleich sein. Die Austrittsarbeit oder Elektronenarbeitsfunktion ist die freie Elektronenenergie E. Der Unterschied zu E. Wenn zwei Objekte miteinander in Kontakt stehen, hängt die Richtung des Elektronenflusses von der Höhe des Fermi-Niveaus oder dem Arbeitsfunktionswert vor dem Kontakt ab Das Elektron fließt immer von einer Seite (E, niedrig), auf der die Austrittsarbeit klein ist (E, hoch). Durch die Elektronenbewegung wird ein elektrostatisches Potential erzeugt. Wenn der Unterschied zwischen der Arbeitsfunktion zwischen e und den beiden Objekten gleich ist, ist das Gleichgewicht erreicht. Zu diesem Zeitpunkt weist jedes Objekt eine positive oder negative äquivalente Ladung in der Nähe der relativen Grenzfläche auf, wird jedoch von außen gemessen. Nicht geladen. Wenn sich die beiden Objekte trennen, beginnen sie, positive bzw. negative Ladungen zu bilden. Beim Trennungsvorgang wird die tatsächliche Beobachtung nach der Trennung durch Tunneln, Feldemission, Gasentladung und Ladungsdiffusion durch die Oberfläche und innerhalb des Objekts verursacht. Die erreichte statische Gesamtladung ist geringer als die Gesamtladung zum Zeitpunkt des Kontakts. Zum Zeitpunkt der Trennung wird die Potentialdifferenz zwischen den beiden Objekten aufgrund der stark verringerten Kapazität schnell erhöht, wodurch eine relativ hohe elektrostatische Spannung erzeugt wird. Das Ergebnis der Kontaktelektrifizierung ist bei einer großen Arbeitsfunktion immer negativ und bei einer kleinen Arbeitsfunktion eine positive Leistung. Die triboelektrische Ladungssequenz des Polymers ist im Wesentlichen identisch mit der Reihenfolge seiner Austrittsarbeitsgröße.
Menschen haben schon lange versucht, antistatische Matten zu verwenden, um die Rolle der polaren Gruppen bei der elektrostatischen Aufladung von antistatischen Schuhen zu erklären. Wenn die Antistatikmatte eine höhere Polarität als die Hauptkettenebene hat. Dann muss die Elektrifizierung eines solchen Antistatikanzugs von der Struktur der polaren Gruppe abhängen. In den letzten Jahren wurden große Fortschritte bei der Anwendung der Quantentheorie auf antistatische Schuhe wie Andre und Delall erzielt. Das ab-initio-Berechnungsverfahren und einige semi-empirische Formeln wurden verwendet, um die Energiebandstruktur und Zustandsdichte einfacher Polymere zu berechnen. Verbist verwendete die Theorie und Methode der Röntgenphotoelektronenspektroskopie, um die elektronische Struktur des Polymers zu bestimmen, und benutzte es, um die theoretischen Ergebnisse der Bande zu testen. Collins verwendet Gree. '. Die Funktionsmethode untersucht das Problem des angeregten Zustands in Festkörpern und Polymeren. Brandow stellte die relevanten Energieausdrücke für die Systeme mit geschlossener und offener Schale fest und leitete die effektiven Hamilton-Operatoren für 7r-Elektronen usw. ab, die für die Theorie der Polymerelektronenstruktur sehr nützlich sind. In der Beziehung zwischen der elektronischen Struktur des Polymers und der elektrostatischen Aufladung gibt es jedoch immer noch viele theoretische und experimentelle Probleme, die nicht gelöst wurden, und weitere Forschung ist in der Zukunft erforderlich.
