Tappetino antistatico
Il tappetino antistatico (tappetino) è costituito principalmente da materiali conduttivi, materiali dissipativi statici e gomma sintetica. Fatto. Il prodotto è generalmente una struttura a due strati, lo strato superficiale è uno strato dissipativo statico e lo strato inferiore è uno strato conduttivo. Il tappetino ha un uso duraturo, ha una buona resistenza agli acidi, agli alcali e agli agenti chimici, è resistente all'usura e facile da pulire.
Qualsiasi due materiali con differenti composizioni chimiche, o due materiali con la stessa composizione chimica ma diversi stati fisici, hanno differenti distribuzioni di energia del vettore di carica nelle loro strutture interne. Quando tali due materiali sono in contatto e strofinati, avviene la ridistribuzione della carica sulla superficie del tappetino antistatico per formare un doppio strato elettrico. Quando vengono ri-separati, ogni materiale avrà una carica positiva (o negativa) che è eccessiva rispetto al contatto e all'attrito. Questo processo di ricarica di un oggetto è chiamato elettrificazione.
Il processo di elettrificazione ha generalmente l'elettrificazione a contatto, l'elettrificazione triboelettrica, l'elettrificazione fotovoltaica, l'elettrificazione delle emissioni termoelettriche, l'elettrificazione delle emissioni sul campo, l'elettrificazione delle particelle disperse, l'elettrificazione meccanica delle fratture e l'elettrificazione della corona. I più comuni sono l'elettrificazione dei contatti e la carica triboelettrica. Le caratteristiche di elettrificazione dell'attrito di luce possono essere approssimate come una serie di processi di contatto e separazione ravvicinati, facendo sì che la carica si trasferisca tra le superfici degli indumenti antistatici per generare elettricità statica. Tuttavia, nel caso di forte attrito, a causa del movimento relativo della superficie di contatto locale della scarpa antistatica ad una velocità relativamente elevata, la scarpa antistatica può essere riscaldata o addirittura ammorbidita, e può esserci uno scambio di massa tra le due superfici di attrito . Pertanto, il simbolo del materiale antistatico di elettrificazione per attrito materiale a volte si riferisce alla pressione sulla superficie di contatto degli indumenti antistatici. Ad esempio, quando il tessuto di seta viscosa viene strofinato con la barra di acciaio inossidabile, il tessuto viene caricato positivamente quando la pressione è bassa e caricato negativamente quando la pressione è alta. . Un altro esempio è quando vengono usate due aste di gomma dello stesso materiale per l'attrito statico a uno e l'asta mobile è caricata positivamente. Dopo ripetuti attriti intensi, l'asta con carica positiva originale diventa carica negativa. Oltre all'elevato potenziale di contatto dei due oggetti, questi fenomeni dovrebbero considerare anche l'effetto Seebeck (cioè l'effetto forza elettromotrice della differenza di temperatura). L'attrito provoca il riscaldamento locale, che fa sì che i vettori si trasferiscano dalla temperatura elevata alla bassa temperatura. L'attrito causa la rottura meccanica e la decomposizione termica delle macromolecole per generare elettroni o ioni, nonché effetti piezoelettrici e termoelettrici. L'attrito così intenso è un processo complesso di elettrificazione.
L'elettricità statica del polimero deve essere studiata in combinazione con il meccanismo conduttivo. Quando il metallo è in contatto e separato dall'abito antistatico o dal polimero, l'elettrificazione può avvenire a causa del trasferimento di elettroni o del trasferimento di ioni, ma la maggior parte del trasferimento di elettroni può essere accompagnata da una certa quantità di trasferimento di ioni per causare l'elettrificazione.
Il trasferimento di elettroni dipende dall'energia di Fermi o dal livello di Fermi (E) dell'oggetto di contatto, e il suo valore è uguale al potenziale elettrochimico degli elettroni nel solido, quindi E è una funzione termodinamica. Gli elettroni che entrano nel solido possono essere considerati come terminanti in E, e la fuga di elettroni dal solido può essere considerata come a partire da Er in media. Quando il trasferimento di elettroni è bilanciato, il livello di Fermi dell'intero sistema dovrebbe essere uguale nel diagramma del livello di energia. La funzione di lavoro o la funzione di lavoro degli elettroni è l'energia di elettroni liberi E. La differenza con E. Quando due oggetti sono in contatto, la direzione del flusso di elettroni dipende dal livello del livello di Fermi o dal valore della funzione di lavoro prima del contatto e l'elettrone scorre sempre da un lato (E, basso) in cui la funzione di lavoro è piccola (E, alta). Come conseguenza del movimento degli elettroni, viene generato un potenziale elettrostatico. Quando la differenza tra la funzione di lavoro tra e e i due oggetti è uguale, viene raggiunta la bilancia. In questo momento, ogni oggetto ha una carica equivalente positiva o negativa vicino all'interfaccia relativa, ma viene misurato dall'esterno. Non caricato. Quando i due oggetti si separano, iniziano a formare cariche positive e negative, rispettivamente. Nel processo di separazione, l'effettiva osservazione dopo la separazione è causata da tunneling, emissione di campo, scarico di gas e diffusione della carica attraverso la superficie e all'interno dell'oggetto. La carica statica totale raggiunta è inferiore alla carica totale al momento del contatto. Al momento della separazione, la differenza di potenziale tra i due oggetti viene rapidamente aumentata a causa della capacità notevolmente ridotta, generando in tal modo una tensione elettrostatica relativamente elevata. Il risultato dell'elettrificazione del contatto è sempre negativo con una grande funzione di lavoro e una potenza positiva con una funzione di lavoro ridotta. La sequenza di carica triboelettrica del polimero è sostanzialmente identica all'ordine delle sue dimensioni della funzione di lavoro.
Le persone hanno da tempo provato a utilizzare tappetini antistatici per spiegare il ruolo dei gruppi polari nella carica elettrostatica delle scarpe antistatiche. Se il tappetino antistatico ha un livello di polarità più alto rispetto al livello della catena principale. Quindi l'elettrificazione di un tale vestito antistatico deve dipendere dalla struttura del gruppo polare. Negli ultimi anni, sono stati fatti grandi progressi nell'applicazione della teoria quantistica alle scarpe antistatiche, come Andre e Del} lall. Il metodo di calcolo ab initio e alcune formule semi-empiriche sono stati usati per calcolare la struttura della banda di energia e la densità degli stati di polimeri semplici. La teoria e il metodo della spettroscopia fotoelettronica a raggi x utilizzati da Verbist per determinare la struttura elettronica del polimero e usarlo per testare i risultati teorici della banda. Collins usa Gree. '. Il metodo funzionale esplora il problema dello stato eccitato in solidi e polimeri. Brandow ha stabilito le espressioni energetiche rilevanti per i sistemi a guscio chiuso e a guscio aperto e ha derivato gli operatori Hamiltoniani effettivi da 7 r, ecc., Che sono molto utili nella teoria della struttura elettronica dei polimeri. Tuttavia, nella relazione tra la struttura elettronica del polimero e la carica elettrostatica, ci sono ancora molti problemi teorici e sperimentali che non sono stati risolti e ulteriori ricerche sono necessarie in futuro.
