—、駐極體及其製備
駐極方法主要有靜電紡絲法、電暈放電法、摩擦起電法、熱極化法、低能電子束轟擊法等。20世紀70年代以來，各種荷電技術以及通過混合不同纖維的帶電技術等各具特色的帶靜電過濾器得到了開發和利用[2]。其直接的結果是導致了現在的靜電駐極方法（工藝）。常見的電介質在外電場作用下發生極化,當去除外電場,電介質的極化現象也隨之消失.駐極體是具有長久電荷的電介質,它的電荷可以是因極化而被「凍結」的極化電荷,也可以是陷入表面或體內「陷阱」 中的正、負電荷.與鋼棒經磁化後具有剩磁成為永磁體類似,人們也把具有長久保留電荷的電介質叫永電體,習慣上稱為駐極體。1919年日本海軍大學的江口元太郎甚首次人工製成駐極體.當時用巴西棕櫚蠟與松香的等量混合,再加些蜂蠟,熔融至130攝氏度,加上15千伏每釐米的電場,冷卻凝固後,去掉電場,便製成駐極體.這種製備方法熱極化法.隨著人們對駐極體的研究和應用,製備的材料不再用天然材料的混合物,而是大量使用人工製造的聚合物資料,如聚四氟乙烯(PTFE),聚偏二氟乙烯(PVDF)等,聚合物駐極體具有更好荷電能力優良的機械性能,可製成微米量級的薄膜.用熱極化法製備時,加熱溫度應稍高於聚合物的玻璃化溫度(聚四氟乙烯約150~200攝氏度),所用電場約0.1~1千伏每釐米,極化時間約幾分鐘到1小時,此期間保持恆溫.而製備方法除熱極化法之外,還有電暈法,電子射線法和液體接觸法等。
二、 駐極體電荷情況
駐極體荷電情況是比較複雜的,包括有表面電荷、極化電荷和體電荷.表面電荷是由於介質表面存在雜質、氧化物、被切斷的分子鏈等形成聚合物的表面陷阱,可能捕捉正、負電荷成為表面電荷;在電介質中,偶極子的每一個平衡位置對應著位能的極小值,當獲得附加能(如加熱)或在外電場作用下使位阱偏斜,就有可能超出原來的位阱,而沿外電場方向整齊排列,冷卻後,偶極子就被「凍結」在電場方向上,形成永久極化電荷;在聚合物體內往往有雜質離子及各種缺陷,形成了正、負電的陷阱,在外電場的作用下,正負離子將向兩極分離,並可能被陷阱捕獲,外界電荷也可能注入介質內的陷阱中,形成永久性電荷,這種電荷稱體電荷.在實際應用中,多數情況下不必詳細了解駐極體具體的荷電情況,只要了解介質表面或它與電極之間氣隙的電場,這時,可用等效表面電荷的概念來描述駐極體的荷電特性.設想駐極體的全部電荷折合成一定數量集中在表面,而內部好象沒有電荷,如果這種折合表面電荷在表面及氣隙中所產生的場強與實際場強相等,這種折合表面電荷就叫做等效表面電荷。
三、駐極體的場強和表面電位
在研究應用中,駐極體通常處在平行板電極之中,電極與駐極體表面相互平行.最簡單的如由一面蒸鍍金屬的駐極體薄膜,與另一金屬板構成, 如圖7-1所示.設駐極體的厚度為L,相對介電常數為 ,等效表面電荷面密度為,駐極體表面與另一電極間夾有空氣層，厚度為d,為簡便起見，只討論兩電極短路的情況。根據靜電場的高斯定理有 (1) 根據靜電場的環路定理有 (2) 解得： （3） 上式E表示氣隙中的場強.由於兩電極短路,駐極體兩表面間的電位差應等於駐極體表面與電極間氣隙兩端的電位差,即為駐極體的表面電位,其絕對值可表示為 (4) 在實際測量中,有L< ,則用 表示在這一條件下的表面電位,有 (5) 上式表明,駐極體表面電位只決定於其等效表面電荷面密度及自身是厚度.駐極體的表面電位可用特製的表面電位計測量(測時電極接地),從而便可計算出等效表面電荷面密度。駐極體在工業技術、醫學、生物學等領域都有應用,下面介紹駐極體傳聲器、駐極體空氣過濾器和傳真圖像記錄等幾種
四、駐極體空氣過濾器
用聚丙稀纖維製成的空氣過濾器,可以高效率地從汙染的空氣中除去粒徑為微米級的塵埃,這種過濾器已用於超級淨化工房。將聚丙稀拉伸的薄膜用電暈法充電,隨後切纖維,由於纖維間的靜電斥力,混亂堆放的纖維之間將保持著比較均勻但不規則的空隙,把這些纖維裝入清理空氣通道中,便能除去漂浮在空氣中的塵埃。< 駐極體纖維是靠靜電吸力除去塵埃的.由於靜電吸力作用距離較長,過濾器中駐極體纖維之間的空隙可以比較大,故流過過濾器後氣流的壓力降落比非駐極體過濾器要小;而且潮溼和電離的空氣不會使過濾器中的駐極體纖維顯著放電.因此,駐極體空氣過濾器是受歡迎的節能高效過濾器。
賽菲首創等離子與HEPA濾網耦合技術，在進風通道釋放數億個等離子，讓所有汙染物帶電，前方安裝的駐極體HEPA濾網攜帶3000v恆性靜電，在正負電荷相吸的耦合原理作用下，主動捕捉汙染物。