靜電的危害與防止

嚴國柱

作為一種較普遍的自然現象，靜電是較早被人們認識并加以利用的.現代生產中，靜電常被用來除塵、噴涂、植絨和復印等.但更多的時候靜電給人們的生活生產帶來了很多麻煩，如印刷廠里由于紙張之間摩擦帶電會使紙張粘在一起而難于分開，給印刷帶來了麻煩.在印染廠里，棉紗、毛線、人造纖維上的靜電會吸引空氣中的塵埃，使印染質量下降.有些現代高精密度、高靈敏度的電子設備很容易受到靜電的影響而導致工作失靈等等.最為可怕的是：當靜電積累到一定的程度時會產生很高的靜電電壓，從而產生火花放電現象，如果火花放電時遇到周圍有易燃物質，就會引發爆炸事故.因此，如何有效地防止靜電的危害，是當今生活生產中值得關注的一個課題.

1.靜電的產生原因

1.1 什么叫靜電？

所謂靜電，是指積累在物體表面或內部呈相對靜止狀態的凈電荷，其相對靜止的原因是物體與大地絕緣或外界無異種電荷將其中和.

1.2 產生靜電的幾種方式

使物體帶電的過程通常叫起電.起電的方式主要有四種：接觸起電，摩擦起電，感應起電，極化起電.前兩種起電方式是依靠物體在彼此接觸過程中交換電荷引起的，后兩種則是在外電場的影響下使電荷移動或位置變化引起的.

2.影響靜電產生的主要因素

2.1 物質的內部特性對靜電產生的影響

從物質的內部特性上看，不同的物質由于其組成成分不同及物質結構或存在形態的不同均會表現出不同的物理性質.其中各種物質的逸出功的不同是產生靜電的首要因素.所謂逸出功，是指電子脫離原來物體表面所需的能量.逸出功大的物質容易得到電子而帶負電荷，而逸出功小的物體則易失去電子而帶正電荷.當逸出功大的物質與逸出功小的物質相互摩擦時，就非常容易地使彼此帶上異種電荷而形成靜電.

其次，物質的導電性能也是影響靜電產生的重要因素，物質的導電性能是用電阻率表示，電阻率大的物質導電性能較差，電阻率小的物質導電性能較好.大量的實驗證明：電阻率介于10⁷～10 ¹⁴ Ω·m之間的物質比較容易產生靜電，尤其是電阻率在10¹⁰ Ω·m附近時最容易產生靜電.許多物質如汽油、苯、乙醚、樹脂等，其電阻率均在10⁹～10¹² Ω·m之間，因此這些物質極易積累靜電.

除了逸出功和電阻率對靜電的產生有影響外，另外物質的介電常數及介電強度等也與靜電有密不可分的聯系.

2.2 物質的外部環境對靜電的影響

雖然使物體起電的方式很多，但實際生活生產中，大部分靜電是由于摩擦產生的，如生產過程中粉碎、篩選、滾壓、攪拌、噴涂、過濾、拋光、輸運等工序中，均可能會因摩擦而帶電，即使物體在撕裂、剝離、拉伸、撞擊等過程中也不可避免地會出現摩擦起電.

另外，空氣中和含水量即空氣的溫度與靜電的存在有著十分密切的聯系，在空氣較干燥時，物體較容易積累靜電荷造成危害，而濕空氣中所含的一些離子則能及時地中和靜電荷，避免靜電的積累.

3.對靜電危害的防止

3.1 防止靜電危害的原則

防止靜電危害的原則有兩條：一是盡量控制靜電的產生.二是盡快將靜電引走避免積累.

3.2 防止靜電危害的具體措施

由影響靜電產生的幾個因素上來看，防止靜電的危害，可以采取以下幾種方法：

一是盡可能減少摩擦.如在傳動裝置中，減少皮帶與傳動件上的打滑現象，選用傳動效果較高的三角膠帶.輸送可燃氣體、易燃液體和易燃易爆物質的設備上，而應盡量避免用皮帶傳動，應用直接軸傳動.另外控制易燃和可燃液體的流速也可以大大減少靜電的產生和積聚.

二是在易產生靜電的地方，選用導電性能較好的材料，將靜電及時導走，如飛機的機輪用導電橡膠制成，在地毯中夾雜金屬絲等.

三是降低電阻率.如采用添加導電填料和使用防靜電劑等措施，使物質的電阻率小于10⁸Ω·m，就能有效防止靜電的產生.

四是增加空氣的濕度.當空氣濕度在65%～70%以上時，物質的表面就會形成一層極薄的水膜，水膜能溶解空氣中的C02，使表面電阻率大大降低，靜電就不易積聚.

五是空氣電離法，利用靜電消除器來電離空氣中的氧、氮離子，使空氣變為導體，就能有效地消除物體的表面電荷.