靜電效應

靜電效應

靜電效應指的是帶電體移近絕緣導體時,導體因感應而帶電的現象。靜電的危害很多,可通過全方位全環境靜電防治進行預防。

簡介

靜電效應(electrostaticeffect)指帶電體移近絕緣導體時,導體因感應而帶電的現象。聚合物所帶的電荷可改變小分子反應物在高分子線團中的局域濃度,從而影響其反應活性。

概念

靜電效應
靜電效應

導體上與帶電體相近的部分所感應的電荷與帶電體的電性相異;較遠部分則帶同性電荷。當帶電荷的聚合物與帶相同電荷的小分子反應物反應時,由於靜電排斥作用,使聚合物線團中的小分子反應物局域濃度降低,反應速率下降;相反地,當與帶相反電荷小分子反應物反應時,則會提高小分子反應物的局域濃度,從而使反應速率加快。

物理效應

靜電效應
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力學效應

物體產生靜電後,在其周圍形成靜電場。位於靜電場中的任何其他帶電體都會受到電場力排斥或吸引。當兩種物體所帶電荷極性不同時,兩電荷之間產生吸引,電荷極性相同時,兩電荷之間產生排斥。在一般情況下,物體產生靜電,其靜電力可達每平方米幾牛頓。這個靜電力雖然僅為磁鐵作用力的萬分之一,但對毛髮、紙片、塵埃、纖維的吸附作用非常明顯。

放電效應

當某些電介質、導體上帶靜電荷後,儘管所帶電荷量不大,但由於自身對大地分布電容非常小,使得靜電電位較高。當垂直於帶電物體表面的靜電場梯度較大時,可發生空氣過濾器靜電放電。在放電的同時,由於放電通道有電子電流流動,會產生焦耳熱和聲響,同時還產生寬頻電磁輻射。靜電放電可以出現在兩個靜電電位不同的物體之間,也可發生在物體表面靜電荷直接向空氣放電。

靜電效應
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感應效應

當帶電體附近存在被絕緣的導體時,在該導體表面會出現感應電荷的現象。靜電感應帶電和一般的靜電帶電從效果上看是完全等同的,也會發生如上述的力學效應和放電效應及其相應的影響。

通常任何物體所帶有的正負電荷是等量的,當與其它物體摩擦、接觸,並由於機械作用分離時,因兩種物體摩擦起電序列不同,在一種物體上積聚正電荷,另一種物體則積聚負電荷,在各物體上產生靜電,並在外部形成靜電場。兩種物質互相摩擦是產生靜電的一種方式,但不是唯一方式。像噴塗作業水滴吸附空氣中的負離子促成其表面雙電層的形成,也可產生靜電。現代科學研究的結果表明,電效應、壓電效應導體(或電介質)的靜電感應都可產生靜電。靜電荷所產生的靜電場有下列三種物理效應對電子工業影響甚大。

靜電效應
靜電效應

高分子效應

聚合物本身的結構對其化學反應性能的影響,稱高分子效應。

高分子效應主要有以下幾種:

1、鄰基效應
a.位阻效應:由於新生成功能基的立體阻礙,導致其鄰近功能基難以繼續參與反應。
b.靜電效應:鄰近基團的靜電效應可降低或提高功能基的反應活性。如聚丙烯醯胺的酸催化水解反應速率隨反應的進行而增大,其原因是水解生成的羧基與鄰近的未水解的醯胺基可形成酸酐環狀過渡態,從而促進了醯胺基中-NH2的離去加速水解。而聚丙烯醯胺在強鹼條件下水解時,當其中某個醯胺基鄰近的基團都已轉化為羧酸根後,由於進攻的OH-與高分子鏈上生成的-COO-帶相同電荷,相互排斥,因而難以與被進攻的醯胺基接觸,不能再進一步水解,因而其水解程度一般在70%以下。

危害性

靜電效應
靜電效應

靜電的危害很多,它的第一種危害來源於帶電體的互相作用。在飛機機體與空氣、水氣、灰塵等微粒摩擦時會使飛機帶電,如果不採取措施,將會嚴重干擾飛機無線電設備的正常工作,使飛機變成聾子和瞎子;在印刷廠里,紙頁之間的靜電會使紙頁粘合在一起,難以分開,給印刷帶來麻煩;在製藥廠里。由於靜電吸引塵埃,會使藥品達不到標準的純度;在放電視時螢屏表面的靜電容易吸附灰塵和油污,形成一層塵埃的薄膜,使圖像的清晰程度和亮度降低;就在混紡衣服上常見而又不易拍掉的灰塵,也是靜電搗的鬼。
靜電的第二大危害,是有可能因靜電火花點燃某些易燃物體而發生爆炸。漆黑的夜晚,我們脫尼龍、毛料衣服時,會發出火花和“叭叭”的響聲,這對人體基本無害。但在手術台上,靜電火花會引起麻醉劑的爆炸,傷害醫生和病人;在煤礦,則會引起瓦斯爆炸,會導致工人死傷,礦井報廢。

靜電效應靜電效應

靜電危害起因於靜電力和靜電火花,靜電危害中最嚴重的靜電放電引起可燃物的起火和爆炸。人們常說,防患於未然,防止產生靜電的措施一般都是,改造起電強烈的工藝環節,採用起電較少的設備材料等。最簡單又最可靠的辦法是用導線把設備接地,這樣可以把電荷引人大地,避免靜電積累。細心的乘客大概會發現;在飛機的兩側翼尖及飛機的尾部都裝有放電刷,飛機著陸時,為了防止乘客下飛時被電擊,飛機起落架上大都使用特製的接地輪胎或接地線;以泄放掉飛機在空中所產生的靜電荷。還經常看到油罐車的尾部拖一條鐵鏈,這就是車的接地線。適當增加工作環境的濕度,讓電荷隨時放出,也可以有效地消除靜電。潮濕的天氣里不容易做好靜電試驗,就是這個道理。科研人員研究的抗靜電劑,則能很好地消除絕緣體內部的靜電。然而,任何事物都有兩面性,對於靜電,只要摸透了它的脾氣,揚長避短,也能讓它為人類服務。比如,靜電印花、靜電噴塗靜電植絨靜電除塵和港電分選技術等,已在工業生產和生活中得到廣泛套用。靜電也開始在淡化海水,噴灑農藥、人工降雨、低溫冷凍等許多方面大顯身手,甚至在字宙飛船上也安裝有靜電加料器等靜電裝置。

預防措施

靜電效應
靜電效應

防靜電技術大都是遵循以下三項原則:抑制、疏導、中和。因為普遍認為完全不讓靜電產生是不可能的,只能是抑制靜電荷的聚集如嚴格限制物流的傳送速度和人員的操作速度,將設備管道儘量做到光滑平整,避免出現稜角等等。若抑制不了就設法疏導即向大地泄放,如將工作場所的空氣增濕,將一切導體接地,在工作檯及地面鋪設導靜電材料,操作人員穿導靜電服裝和鞋襪,甚至帶導靜電手環等。若疏導不了就設法在原地中和,如採用感應式消電器、高壓靜電消電器、離子風消電器等。

儘管目前採取了一些措施消除靜電且取得了一定效果但並末完全杜絕靜電危害,經過對各種防靜電手段的套用及其效果進行多年的分析研究,人們認識到了現代靜電防治的新概念一一全方位全環境靜電防治,其核心是致力於消除所有設備、物料、人員在各個環節所有工作過程中由於流動摩擦而產生靜電聚集的可能性。這種全新的概念已成為現代工業以及辦公自動化和家用電子設備防治靜電危害的指導原則。

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