Esteira anti-estática
Tapete anti-estático (tapete) é feito principalmente de materiais condutores, materiais dissipativos de estática e borracha sintética. Fez. O produto é geralmente uma estrutura de duas camadas, a camada superficial é uma camada dissipadora estática, e a camada inferior é uma camada condutora. O tapete tem um uso duradouro, tem boa resistência a ácidos, álcalis e produtos químicos e é resistente ao desgaste e fácil de limpar.
Quaisquer dois materiais com composições químicas diferentes, ou dois materiais com a mesma composição química, mas estados físicos diferentes, têm diferentes distribuições de energia do portador de carga em suas estruturas internas. Quando estes dois materiais estão em contacto e friccionados, ocorre uma redistribuição de carga na superfície do tapete anti-estático para formar uma dupla camada eléctrica. Quando eles são separados novamente, cada material terá uma carga positiva (ou negativa) que é excessiva em comparação ao contato e ao atrito. Esse processo de carregar um objeto é chamado de eletrificação.
O processo de eletrificação geralmente tem eletrificação de contato, eletrificação triboelétrica, eletrificação fotovoltaica, eletrificação de emissão termoelétrica, eletrificação de emissão de campo, eletrificação de partículas dispersas, eletrificação de fratura mecânica e eletrificação de corona. Os mais comuns são eletrificação de contato e carga triboelétrica. As características de eletrificação da fricção leve podem ser aproximadas como uma série de processos de contato e separação próximos, fazendo com que a carga seja transferida entre as superfícies da roupa antiestática para gerar eletricidade estática. No entanto, no caso de atrito severo, devido ao movimento relativo da superfície de contato local do sapato antiestático a uma velocidade relativamente alta, o sapato antiestático pode ser aquecido ou até mesmo amolecido, e pode haver troca de massa entre as duas superfícies de fricção. . Portanto, o símbolo da eletrificação por atrito do material da almofada antiestática às vezes se relaciona com a pressão na superfície de contato da roupa antiestática. Por exemplo, quando o tecido de seda de viscose é esfregado com a barra de aço inoxidável, o tecido é carregado positivamente quando a pressão é baixa e carregado negativamente quando a pressão é alta. . Outro exemplo é quando duas hastes de borracha do mesmo material são usadas para um e um atrito estático, e a haste móvel é carregada positivamente. Após repetida fricção intensa, a haste original carregada positivamente fica carregada negativamente. Além do alto potencial de contato dos dois objetos, esses fenômenos também devem considerar o efeito Seebeck (isto é, o efeito da força eletromotriz da diferença de temperatura). O atrito causa aquecimento local, o que faz com que os transportadores se transfiram de alta temperatura para baixa temperatura. O atrito provoca a quebra mecânica e a decomposição térmica de macromoléculas para gerar elétrons ou íons, bem como efeitos piezelétricos e termoelétricos. A fricção tão intensa é um processo de eletrificação complexo.
A eletricidade estática do polímero deve ser estudada em combinação com o mecanismo condutor. Quando o metal está em contato e separado da roupa antiestática ou do polímero, a eletrificação pode ocorrer devido à transferência de elétrons ou transferência de íons, mas a maior parte da transferência de elétrons pode ser acompanhada por uma certa quantidade de transferência iônica para causar eletrificação.
A transferência de elétrons depende da energia de Fermi ou do nível de Fermi (E) do objeto de contato, e seu valor é igual ao potencial eletroquímico dos elétrons no sólido, de modo que E é uma função termodinâmica. Os elétrons que entram no sólido podem ser considerados como terminando em E, e a fuga de elétrons do sólido pode ser considerada como partindo de Er em média. Quando a transferência de elétrons é balanceada, o nível de Fermi de todo o sistema deve ser igual no diagrama de nível de energia. A função de trabalho ou função de elétron é a energia eletrônica livre E. A diferença com E. Quando dois objetos estão em contato, a direção do fluxo de elétrons depende do nível do nível de Fermi ou do valor da função de trabalho antes do contato, e O elétron flui sempre de um lado (E, baixo) no qual a função de trabalho é pequena (E, alta). Como resultado do movimento de elétrons, um potencial eletrostático é gerado. Quando a diferença entre a função de trabalho entre e e os dois objetos é igual, o saldo é atingido. Neste momento, cada objeto tem uma carga equivalente positiva ou negativa perto da interface relativa, mas é medido a partir do exterior. Não cobrado. À medida que os dois objetos se separam, eles começam a formar cargas positivas e negativas, respectivamente. No processo de separação, a observação real após a separação é causada por tunelamento, emissão de campo, descarga de gás e difusão de carga através da superfície e dentro do objeto. A carga estática total alcançada é menor que a carga total no momento do contato. No momento da separação, a diferença de potencial entre os dois objetos é aumentada rapidamente devido à capacitância bastante reduzida, gerando assim uma tensão eletrostática relativamente alta. O resultado da eletrificação de contato é sempre negativo com uma grande função de trabalho e uma potência positiva com uma pequena função de trabalho. A sequência de carga triboeléctrica do polímero é substancialmente idêntica à ordem do seu tamanho de função de trabalho.
Há muito que as pessoas tentam usar tapetes antiestáticos para explicar o papel dos grupos polares no carregamento eletrostático de sapatos antiestáticos. Se a esteira antiestática tiver um nível de polaridade mais alto que o nível da corrente principal. Então, a eletrificação de tal terno antiestático deve depender da estrutura do grupo polar. Nos últimos anos, grandes progressos foram feitos na aplicação da teoria quântica a calçados antiestáticos, como Andre e Del} lall. O método de cálculo ab initio e algumas fórmulas semi-empíricas foram usadas para calcular a estrutura da banda de energia e a densidade dos estados de polímeros simples. A Verbist usou a teoria e o método de espectroscopia de fotoelétrons de raios X para determinar a estrutura eletrônica do polímero e usou-a para testar os resultados teóricos da banda. Collins usa Gree. '. O método funcional explora o problema do estado excitado em sólidos e polímeros. Brandow estabeleceu as expressões de energia relevantes para os sistemas de casca fechada e casca aberta, e derivou os operadores hamiltonianos de elétrons 7r efetivos, etc., que são muito úteis na teoria da estrutura eletrônica de polímero. No entanto, na relação entre a estrutura eletrônica do polímero e a carga eletrostática, ainda existem muitos problemas teóricos e experimentais que não foram resolvidos, e mais pesquisas são necessárias no futuro.
