Fibrele antistatice sunt un tip de fibră chimică ce nu acumulează ușor sarcini statice. În condiții standard, fibrele antistatice trebuie să aibă o rezistivitate volumică mai mică de 10¹⁰Ω·cm sau un timp de înjumătățire prin disiparea sarcinii statice mai mic de 60 de secunde.

Materialele textile sunt în mare parte izolatori electrici cu rezistență specifică relativ mare, în special fibrele sintetice cu absorbție redusă de umiditate, cum ar fi fibrele de poliester, acrilic și clorură de polivinil. În timpul prelucrării textilelor, contactul strâns și frecarea dintre fibre sau fibre și piese de mașinărie vor provoca transferul de sarcină pe suprafața obiectelor, generând astfel electricitate statică.

Electricitatea statică poate avea multe efecte adverse. De exemplu, fibrele cu aceeași sarcină se resping reciproc, iar fibrele cu sarcini diferite se atrag de piesele mașinilor, ceea ce va cauza umflarea șniței, creșterea pilozității firului, formarea deficitară a rulajului, lipirea fibrelor de piesele mașinii, ruperea crescută a firului și urme împrăștiate pe suprafața țesăturii. După ce hainele sunt încărcate, este ușor să absoarbă praful și să se murdărească, iar încurcarea se poate produce între haine și corpul uman sau între haine și haine, putând apărea chiar scântei electrice. În cazuri grave, tensiunea statică poate ajunge la câteva mii de volți, iar scânteile generate de descărcare pot provoca incendii cu consecințe grave.

Există diverse metode pentru a dota fibrele sintetice și țesăturile acestora cu proprietăți antistatice durabile. De exemplu, în timpul polimerizării sau filării fibrelor sintetice se pot adăuga polimeri hidrofili sau polimeri conductivi cu greutate moleculară mică; tehnologia de filare compozită poate fi utilizată pentru a produce fibre compozite cu un strat exterior hidrofil. În procesul de filare, fibrele sintetice pot fi amestecate cu fibre cu higroscopicitate puternică sau fibrele cu sarcini pozitive și fibrele cu sarcini negative pot fi amestecate în funcție de secvența potențială. De asemenea, țesăturilor se poate aplica un finisaj auxiliar hidrofil durabil.

Pentru a prepara fibre cu efecte antistatice relativ durabile, agenții tensioactivi sunt adesea adăugați la pasta de filare pentru filarea în amestec. După formarea fibrei, agenții tensioactivi vor migra și difuza continuu din interiorul fibrei către suprafață datorită propriilor caracteristici, astfel încât să se obțină efectul antistatic. Există, de asemenea, metode precum fixarea agenților tensioactivi pe suprafața fibrei prin adezivi sau reticularea lor în pelicule pe suprafața fibrei, iar efectul este similar cu aplicarea cu pensulă a lacului antistatic pe suprafața plasticului.

Efectul antistatic al acestor fibre este strâns legat de umiditatea mediului. Atunci când umiditatea este ridicată, umezeala poate spori conductivitatea ionică a surfactantului, iar performanța antistatică este semnificativ îmbunătățită; în medii uscate, efectul va fi slăbit.

Nucleul acestui tip de fibră antistatică este de a modifica polimerul care formează fibra și de a spori higroscopicitatea fibrei prin adăugarea de monomeri sau polimeri hidrofili, conferindu-i astfel proprietăți antistatice. În plus, sulfatul de cupru poate fi amestecat în pasta acrilică de filare, iar după filare și coagulare, este tratat cu un agent reducător care conține sulf, ceea ce poate îmbunătăți eficiența producției și durabilitatea conductivității fibrelor conductive. Pe lângă filarea obișnuită în amestecuri, a apărut treptat metoda de adăugare a polimerilor hidrofili în timpul polimerizării pentru a forma un sistem de dispersie micro-multifazică, cum ar fi adăugarea de polietilen glicol la amestecul de reacție al caprolactamei pentru a spori durabilitatea proprietăților antistatice.

Fibrele metalice conductoare sunt de obicei fabricate din materiale metalice prin procese specifice de formare a fibrelor. Printre metalele comune se numără oțelul inoxidabil, cuprul, aluminiul, nichelul etc. Astfel de fibre au o conductivitate electrică excelentă, pot conduce rapid încărcăturile și pot elimina eficient electricitatea statică. În același timp, au și o bună rezistență la căldură și la coroziune chimică. Cu toate acestea, atunci când sunt aplicate pe textile, există unele limitări. De exemplu, fibrele metalice au o coeziune scăzută, iar forța de legătură dintre fibre în timpul filării este insuficientă, ceea ce este probabil să cauzeze probleme de calitate a firului; culoarea produselor finite este limitată de culoarea metalului în sine și este relativ unică. În aplicațiile practice, acestea sunt adesea amestecate cu fibre obișnuite, folosind avantajul conductiv al fibrelor metalice pentru a dota produsele amestecate cu proprietăți antistatice și folosind fibre obișnuite pentru a îmbunătăți performanța de filare și a reduce costurile.

Metodele de preparare a fibrelor conductive de carbon includ în principal doparea, acoperirea, carbonizarea etc. Doparea constă în amestecarea impurităților conductive în materialul care formează fibra pentru a modifica structura electronică a materialului, conferind astfel fibrei conductivitate; acoperirea constă în formarea unui strat conductiv prin acoperirea unui strat de material de carbon cu o bună conductivitate, cum ar fi negrul de fum, pe suprafața fibrei; carbonizarea utilizează în general viscoză, acril, smoală etc. ca fibre precursoare și le transformă în fibre conductive de carbon prin carbonizare la temperatură înaltă. Fibrele conductive de carbon preparate prin aceste metode obțin o anumită conductivitate, păstrând în același timp o parte din proprietățile mecanice originale ale fibrelor. Deși fibrele de carbon tratate prin carbonizare au o bună conductivitate, rezistență la căldură și rezistență chimică, acestea au un modul ridicat, textură dură, lipsă de tenacitate, nu sunt rezistente la îndoire și nu au capacitate de contracție termică, astfel încât aplicabilitatea lor este slabă în unele situații în care fibrele trebuie să aibă o bună flexibilitate și deformabilitate.

Fibrele conductive organice realizate din polimeri conductivi au o structură conjugată specială, iar electronii se pot mișca relativ liber pe lanțul molecular, având astfel conductivitate. Datorită proprietăților lor conductive unice și caracteristicilor materialelor organice, astfel de fibre au o valoare potențială de aplicare în anumite domenii de înaltă performanță cu cerințe speciale de performanță a materialelor și sensibilitate redusă la costuri, cum ar fi dispozitivele electronice specifice și domeniile aerospațiale.

Acest tip de fibră realizează o funcție antistatică prin acoperirea substanțelor conductoare, cum ar fi negrul de fum și metalul, pe suprafața fibrelor sintetice obișnuite prin procese de finisare a suprafeței. Procesul de acoperire a metalului este relativ complex și costisitor și poate avea un anumit impact asupra proprietăților de uzură, cum ar fi senzația tactilă a fibrei.

Metoda de filare compozită constă în formarea unei singure fibre cu două sau mai multe componente diferite printr-un ansamblu special de filare compozită în același proces de filare, utilizând doi sau mai mulți polimeri cu compoziții sau proprietăți diferite. La prepararea fibrelor antistatice, polimerii cu conductivitate sau polimerii cu adaos de substanțe conductive sunt de obicei utilizați ca o componentă unică și combinați cu polimeri obișnuiți formatori de fibre. Comparativ cu alte metode de preparare a fibrelor antistatice, fibrele preparate prin metoda de filare compozită au proprietăți antistatice mai stabile și un impact negativ mai mic asupra proprietăților originale ale fibrelor.

În viața de zi cu zi, când aerul este prea uscat iarna, este probabil să se genereze electricitate statică între pielea umană și haine, iar tensiunea statică instantanee poate ajunge la zeci de mii de volți în cazuri grave, provocând disconfort corpului uman. De exemplu, mersul pe covoare poate genera 1500-35000 de volți de electricitate statică, mersul pe podele din rășină de vinil poate genera 250-12000 de volți de electricitate statică, iar frecarea de un scaun în interior poate genera peste 1800 de volți de electricitate statică. Nivelul de electricitate statică depinde în principal de umiditatea aerului din jur. De obicei, când interferența statică depășește 7000 de volți, oamenii vor simți un șoc electric.

Electricitatea statică este dăunătoare organismului uman. Electricitatea statică persistentă poate crește alcalinitatea sângelui, poate reduce conținutul de calciu din ser și poate crește excreția de calciu în urină. Acest lucru are un impact mai mare asupra copiilor în creștere, a vârstnicilor cu niveluri foarte scăzute de calciu în sânge, precum și asupra femeilor însărcinate și a mamelor care alăptează, care au nevoie de mult calciu. Acumularea excesivă de electricitate statică în corpul uman va provoca o conducere anormală a curentului membranelor celulelor nervoase ale creierului, va afecta sistemul nervos central, va duce la modificări ale pH-ului sângelui și ale caracteristicilor oxigenului din organism, va afecta echilibrul fiziologic al organismului și va provoca simptome precum amețeli, dureri de cap, iritabilitate, insomnie, pierderea poftei de mâncare și transă mentală. Electricitatea statică poate, de asemenea, interfera cu circulația sângelui uman, sistemele imunitar și nervos, poate afecta funcționarea normală a diferitelor organe (în special a inimii) și poate provoca ritm cardiac anormal și bătăi premature ale inimii. Iarna, aproximativ o treime din bolile cardiovasculare sunt legate de electricitatea statică. În plus, în zonele inflamabile și explozive, electricitatea statică de pe corpul uman poate provoca incendii.