As fibras antiestáticas são um tipo de fibra química que não acumula cargas estáticas com facilidade. Em condições padrão, as fibras antiestáticas devem ter uma resistividade volumétrica inferior a 10¹⁰ Ω·cm ou uma meia-vida de dissipação de carga estática inferior a 60 segundos.

Os materiais têxteis são, em sua maioria, isolantes elétricos com resistividade relativamente alta, especialmente as fibras sintéticas com baixa absorção de umidade, como poliéster, acrílico e cloreto de polivinila. Durante o processamento têxtil, o contato próximo e o atrito entre as fibras ou entre as fibras e as peças da máquina causam transferência de carga na superfície dos objetos, gerando eletricidade estática.

A eletricidade estática pode causar muitos efeitos adversos. Por exemplo, fibras com a mesma carga se repelem, e fibras com cargas diferentes são atraídas por peças de máquinas, o que causa desfiamento, aumento da pilosidade dos fios, má formação da trama, aderência das fibras às peças da máquina, aumento da quebra dos fios e manchas na superfície do tecido. Após o carregamento estático, as roupas absorvem poeira e sujam com facilidade, podendo ocorrer emaranhamento entre a roupa e o corpo humano, ou entre as próprias roupas, e até mesmo faíscas elétricas. Em casos graves, a tensão estática pode atingir vários milhares de volts, e as faíscas geradas pela descarga podem causar incêndios com sérias consequências.

Existem diversos métodos para conferir propriedades antiestáticas duradouras às fibras sintéticas e seus tecidos. Por exemplo, polímeros hidrofílicos ou polímeros condutores de baixo peso molecular podem ser adicionados durante a polimerização ou fiação das fibras sintéticas; a tecnologia de fiação composta pode ser utilizada para produzir fibras compostas com uma camada externa hidrofílica. No processo de fiação, as fibras sintéticas podem ser misturadas com fibras de alta higroscopicidade, ou fibras com cargas positivas e fibras com cargas negativas podem ser misturadas de acordo com a sequência de potencial. Acabamentos auxiliares hidrofílicos duráveis ​​também podem ser aplicados aos tecidos.

Para preparar fibras com efeitos antiestáticos relativamente duradouros, surfactantes são frequentemente adicionados à solução de fiação para a fiação por mistura. Após a formação da fibra, os surfactantes migram e se difundem continuamente do interior da fibra para a superfície, em virtude de suas próprias características, de modo a obter o efeito antiestático. Existem também métodos como a fixação de surfactantes na superfície da fibra por meio de adesivos ou a reticulação dos mesmos em filmes na superfície da fibra, e o efeito é semelhante ao da aplicação de verniz antiestático em superfícies plásticas.

O efeito antiestático dessas fibras está intimamente relacionado à umidade ambiental. Quando a umidade é alta, a umidade pode aumentar a condutividade iônica do surfactante, melhorando significativamente o desempenho antiestático; em ambientes secos, o efeito será atenuado.

A essência desse tipo de fibra antiestática reside na modificação do polímero formador da fibra, aumentando sua higroscopicidade pela adição de monômeros ou polímeros hidrofílicos, conferindo-lhe, assim, propriedades antiestáticas. Além disso, o sulfato de cobre pode ser misturado à solução acrílica de fiação e, após a fiação e coagulação, tratado com um agente redutor contendo enxofre, o que melhora a eficiência de produção e a durabilidade da condutividade das fibras condutoras. Para além da fiação por mistura convencional, o método de adição de polímeros hidrofílicos durante a polimerização para formar um sistema de dispersão micromultifásico tem emergido gradualmente, como a adição de polietilenoglicol à mistura reacional de caprolactama para aumentar a durabilidade das propriedades antiestáticas.

As fibras condutoras metálicas são geralmente fabricadas a partir de materiais metálicos através de processos específicos de formação de fibras. Metais comuns incluem aço inoxidável, cobre, alumínio, níquel, etc. Essas fibras possuem excelente condutividade elétrica, conduzem cargas rapidamente e eliminam eficazmente a eletricidade estática. Ao mesmo tempo, também apresentam boa resistência ao calor e à corrosão química. No entanto, quando aplicadas em têxteis, apresentam algumas limitações. Por exemplo, as fibras metálicas têm baixa coesão e a força de ligação entre as fibras durante a fiação é insuficiente, o que pode causar problemas de qualidade do fio; a cor dos produtos acabados é limitada pela cor do próprio metal e é relativamente uniforme. Em aplicações práticas, elas são frequentemente misturadas com fibras comuns, aproveitando a vantagem condutora das fibras metálicas para conferir propriedades antiestáticas aos produtos mistos e utilizando fibras comuns para melhorar o desempenho da fiação e reduzir custos.

Os métodos de preparação de fibras condutoras de carbono incluem principalmente dopagem, revestimento e carbonização. A dopagem consiste na mistura de impurezas condutoras ao material formador da fibra para alterar a estrutura eletrônica do material, conferindo-lhe condutividade. O revestimento consiste na formação de uma camada condutora através da deposição de uma camada de material de carbono com boa condutividade, como negro de fumo, na superfície da fibra. A carbonização geralmente utiliza viscose, acrílico, piche, etc., como fibras precursoras, convertendo-as em fibras de carbono condutoras por meio de carbonização em alta temperatura. As fibras condutoras de carbono preparadas por esses métodos obtêm certa condutividade, mantendo parte das propriedades mecânicas originais das fibras. Embora as fibras de carbono tratadas por carbonização apresentem boa condutividade, resistência ao calor e resistência química, elas possuem alto módulo de elasticidade, textura rígida, baixa tenacidade, não são resistentes à flexão e não possuem capacidade de retração térmica, o que limita sua aplicabilidade em algumas situações onde as fibras necessitam de boa flexibilidade e deformabilidade.

As fibras condutoras orgânicas, feitas de polímeros condutores, possuem uma estrutura conjugada especial, permitindo que os elétrons se movam com relativa liberdade ao longo da cadeia molecular, o que lhes confere condutividade. Devido às suas propriedades condutoras únicas e às características dos materiais orgânicos, essas fibras apresentam potencial para aplicações em áreas de alta tecnologia com requisitos específicos de desempenho e baixo custo, como dispositivos eletrônicos e o setor aeroespacial.

Esse tipo de fibra adquire função antiestática revestindo a superfície de fibras sintéticas comuns com substâncias condutoras, como negro de fumo e metal, por meio de processos de acabamento superficial. O processo de revestimento metálico é relativamente complexo e dispendioso, podendo afetar as propriedades de uso, como o toque da fibra.

O método de fiação composta consiste em formar uma única fibra com dois ou mais componentes diferentes através de uma montagem especial de fiação composta, no mesmo processo de fiação, utilizando dois ou mais polímeros com composições ou propriedades diferentes. Na preparação de fibras antiestáticas, polímeros com condutividade ou polímeros com adição de substâncias condutoras são geralmente utilizados como um dos componentes e combinados com polímeros formadores de fibras comuns. Comparadas com outros métodos de preparação de fibras antiestáticas, as fibras preparadas pelo método de fiação composta apresentam propriedades antiestáticas mais estáveis ​​e menor impacto negativo nas propriedades originais das fibras.

No dia a dia, quando o ar está muito seco no inverno, é provável que ocorra geração de eletricidade estática entre a pele e a roupa, e a voltagem estática instantânea pode atingir dezenas de milhares de volts em casos extremos, causando desconforto ao corpo. Por exemplo, caminhar sobre tapetes pode gerar de 1500 a 35000 volts de eletricidade estática, caminhar sobre pisos de resina vinílica pode gerar de 250 a 12000 volts, e o atrito com uma cadeira dentro de casa pode gerar mais de 1800 volts. O nível de eletricidade estática depende principalmente da umidade do ar. Normalmente, quando a interferência estática ultrapassa 7000 volts, as pessoas sentem um choque elétrico.

A eletricidade estática é prejudicial ao corpo humano. A eletricidade estática persistente pode aumentar a alcalinidade do sangue, reduzir o teor de cálcio no soro e aumentar a excreção de cálcio na urina. Isso tem um impacto maior em crianças em fase de crescimento, idosos com níveis muito baixos de cálcio no sangue e gestantes e lactantes que necessitam de muito cálcio. O acúmulo excessivo de eletricidade estática no corpo humano causa condução anormal de corrente nas membranas das células nervosas do cérebro, afetando o sistema nervoso central, levando a alterações no pH sanguíneo e nas características de oxigenação do corpo, afetando o equilíbrio fisiológico do organismo e causando sintomas como tontura, dor de cabeça, irritabilidade, insônia, perda de apetite e estado de transe mental. A eletricidade estática também pode interferir na circulação sanguínea, nos sistemas imunológico e nervoso, afetar o funcionamento normal de vários órgãos (especialmente o coração) e pode causar arritmias e batimentos cardíacos prematuros. No inverno, cerca de um terço das doenças cardiovasculares estão relacionadas à eletricidade estática. Além disso, em áreas inflamáveis ​​e explosivas, a eletricidade estática no corpo humano pode causar incêndios.