静电对负离子地板测试的影响

郑雪颖 汪雨涵

摘要：空气中负离子对环境、人体有益，是空气质量的衡量指标之一。室内空气中的负离子可以通过负离子地板等室内装饰材料产生，并可持续为室内空气产生负离子，改善室内空气质量。通过测量负离子地板增加负离子浓度，作为评价负离子地板产生负离子的能力。本文通过测试带有静电的负离子地板负离子发生量，发现静电对负离子的测试有影响，出现负离子浓度下降的现象。通过去除静电处理，负离子地板明显增加空气中负离子浓度，说明在负离子测试前去除静电，可以消除静电对负离子测试的影响。

关键词：负离子、地板、静电

一、负离子简介

空气中负离子是存在环境中的一类带负电的离子或离子团[1]。空气中的负离子被称作“空气维生素”，[2，3]研究发现空气中负离子能净化空气、促进人体血液循环、抑制细菌、改善人体肺功能，对人体健康、环境质量有很大益处，将负离子作为衡量空气质量的重要指标之一。[1-3]

一般室内空调房间空气中负离子浓度低于都市公园等野外自然环境的负离子浓度，达不到维持健康基本需求的需要的要求。[4]为保持室内人员健康，通过产生空气中负离子，提高室内空气中负离子浓度，改善室内空气质量。

空气中负离子产生的方式可分为自然产生和人工产生[2，3]，主要通过空气碰撞、辐射、电场等诸多方式使大气分子的外层电子溢出，形成空气中的负离子。自然产生负离子的方法有闪电、海浪冲击、绿色植物光合作用等，人工產生负离子的方法有人工放电、静电场、水冲击等。[2]利用高压电场放电的负离子发生器通过放电激发空气中分子，形成负离子。在室内还可使用产生负离子的装饰材料，增加室内空气中的负离子浓度。

二、负离子地板产生负离子原理

通过向装饰材料中添加能产生负离子功能材料形成负离子室内装饰材料，例如向地板表面添加电气石粉的负离子地板，利用电气石持续产生负离子。[5]电气石产生负离子的解释主要是电气石自发极化效应产生的电场能使周围的空气、水体中的中性分子发生微弱的电解作用。[6]另一种是电气石的压电和热释电效应，使得电气石在外加条件下能够获得更强的电场。[7]当电气石所处环境温度、压力变化时，晶体单向极轴两端会产生大量的等量异种电荷，在电气石表面形成的电场能促使周围空气、水体中中性分子发生电离。

另外影响电气石产生负离子的理论还有红外辐射论、核素激发论等[8]。红外辐射论认为电气石产生的远红外线作用于水分子产生共振，可削弱水分子间氢键作用，使水表面张力降低，理论上消耗更少的能量即可使水分子离解，因而较高红外辐射率的电气石离解更多的水分子，形成负离子。[9]核素激发论认为电气石中含有的微量放射性元素，这些元素辐射出的射线可以使空气有效电离产生负离子。[8]电气石负离子产生量与所处环境的温度、相对湿度、通风情况有关。[10，11]

三、负离子地板产生负离子能力评价

负离子地板作为一种负离子产生材料，其负离子产生量的可通过通过获取建材表面微弱辐射信息，将辐射量转化为负离子产生量。[12]这种测试方法主要使用是便携的负离子检测仪，将仪器置于被测样品上一段距离，获得负离子量信息。该种方法简单，结果与测试的距离有关，还存在操作的问题，可应用于现场快速检测，获得粗略结果。

负离子地板的负离子产生量还可以通过环境舱测定。[13]将待测样品放入密闭环境舱中，在稳定温湿度环境下密闭24h，通过负离子采集设备测定环境舱内负离子浓度，减去未放入样品时的空白本底离子数即为样品产生的负离子量。该种测试方法简单，便于实施。

四、负离子地板的测试

1.测试设备：美国AIC2000负离子计，1m3环境舱

2.测试样品：负离子地板A、B、C各两块

3.测试方法：环境舱内及环境温湿度调整至23±1℃、40±10%后，打开环境舱通风20min，将2块1200×165×10mm的负离子地板放入环境舱中。负离子地板放入环境舱密闭24h后，放入负离子计采集测量舱内负离子浓度。在不放入样品情况下，按上述方法测试获得环境舱空白本底负离子浓度。

4.负离子地板测试结果

三种负离子地板在经过恒温24h处理，打开包装后立即测试，测试结果如表1所示，负离子地板使负离子浓度明显降低。负离子地板表面有负离子产生材料，应该使空气中负离子浓度增加。造成负离子浓度下降的原因可能是负离子地板与保护膜均为塑料材质，负离子地板在运输过程中与包裹地板的保护膜的接触或摩擦，导致负离子地板表面带有静电。[14-16]负离子地板表面的静电会消耗负离子，从而导致负离子浓下降。[3]

5.负离子地板处理后的测试结果

为确定是否为静电对负离子地板负离子测试的影响，对负离子地板进行两种不同的处理。第一种处理方法是使地板带有静电，即利用负离子地板包装保护膜摩擦地板表面，使其表面带有静电，然后对带有静电的负离子地板进行负离子产生量的测试。第二种处理方法是去除地板表面静电，即利用清水擦拭负离子地板表面，并在23℃、60%RH环境下稳定存放24h后，再进行去除静电负离子地板的负离子产生量的测试。两种方法处理后的地板负离子产生量的测试结果如表2、3所示。

带有静电的负离子地板表面因与保护膜摩擦，表面带有静电，与打开包装的负离子地板测试结果相似，负离子浓度下降，而经过去除表面静电的负离子地板均使负离子浓度上升。不同处理方法的负离子测试结果说明刚打开包装的负离子地板使负离子浓度下降的原因就是负离子地板表面带有静电。

负离子地板A、B、C中加入的负离子产生材料为电气石粉，三种地板加入的量不一样，负离子地板C中添加的负离子粉含量最大，造成去除静电的负离子地板C产生的负离子浓度也最大。

五、结论

负离子地板能增加室内空气中负离子浓度，但表面带有静电的负离子地板会消耗空气中的负离子，因此在负离子地板使用或测试前应消除负离子地板所带静电，除去静电的影响。

[参考文献]

[1]金宗哲. 负离子与健康和环境[J].中国建材科技，2006，03：85-87.

[2]黄春松，黄翔，吴志湘. 空气负离子产生的机理研究[A].第五届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集，2005：7.

[3]王继梅. 空气负离子及负离子材料的评价与应用研究[D].中国建筑材料科学研究院，2004.

[4]熊丽君，韩少华，唐浩，王敏，黄宇驰.空气负离子研究进展及影响因素分析[J]. 中国人口.资源与环境，2011，S1：184-187.

[5]余养伦，于文吉，秦莉.负离子材料应用于人造板制造的前景分析与展望[J]. 林产工业，2010，01：12-15.

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