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塑料抗静电剂

工控家百科顾问团

贡献者:工控家001  最后更新:2022-05-26 09:28:10  浏览数:329

任何物体都带有本身的静电荷,这种电荷可以是负电荷也可以是正电荷,静电荷的聚集使到生活或者工业生产受到影响甚至危害,将聚集的有害电荷导引/消除使其不对生产/生活造成不便或危害的化学品称为抗静电剂

关键词: 塑料抗静电剂概述工作原理应用分类选型指南维护保养注意事项故障排除


1概述

任何物体都带有本身的静电荷,这种电荷可以是负电荷也可以是正电荷,静电荷的聚集使到生活或者工业生产受到影响甚至危害,将聚集的有害电荷导引/消除使其不对生产/生活造成不便或危害的化学品称为抗静电剂。

抗静电剂英文名称是Antistatic agent,简称ASA。由于聚合物的体积电阻率一般高达1010~1020Ω/cm2,易积蓄静电而发生危险,而抗静电剂多系表面活性剂,可使塑料表面亲合水分,离子型表面活性剂还有导电作用,因而可以使静电及时泄漏。

 


2工作原理

1、当作为加入到溶剂或分散剂中使用的外部抗静电剂时,由于它与高分子材料有一定的相容性,因此它的亲油基容易吸附在聚合物制品的表面,在制品表面形成抗静电剂的分子层。

2、当作为在树脂加工过程中添加到树脂组成物中的内部抗静电剂时,由于它在树脂中的分布不均匀,表面浓度高,内部浓度低,所以也同样在制品表面有一层抗静电剂的分子层。

3、制品表面的抗静电剂单分子层的亲水基会增加制品表面的吸湿性,形成一个单分子的导电膜,从而避免电荷积累;若是离子型抗静电剂,还能增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性;介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙之间的介电性;抗静电剂的分子层位于制品表面,可使制品表面变得平滑,从而降低其摩擦产生的静电;若抗静电剂本身带有的电荷与摩擦产生的静电电荷恰好相反,则电荷之间还可以中和。

 


3应用

抗静电剂是塑料薄膜助剂中需求量最大的品种,大多数用途的塑料薄膜生产过程都需要加入抗静电母料。薄膜的加工或使用过程中,由于薄膜间的摩擦而产生静电作用,会吸附空气的灰尖或其他污染物,这不仅影响到薄膜表面的美观,而且在使用过程中也会发生相互粘结,影响正常生产。另外,静电的存在会对人体造成极大的伤害。为此,在塑料薄膜的加工过程中要加入对抗静电或抗静电母料可降低并消除静电。      

近年来抗静电剂的研制获得了一定的进展。目前正向开发导电填料新品种、降低添加量、综合利用填料各种性能、革新加工工艺、提高和稳定产品的抗静电性能等方向发展。专家指出,目前抗静电剂开发的技术关键集中在各类表面活性剂的结构设计。近年来,双亲水性高分子型永久抗静电剂的开发研制工作进展较快,并已部分实现商品化。用各种亲水性聚合物作为抗静电剂,由此开发所谓聚合物合金型永久抗静电树脂,永久性抗静电剂在树脂中的分散状态对树脂的抗静电性有显著的影响。研究表明,永久性抗静电剂以层状结构或筋状形态主要均匀细微地分布在制品表面,形成网状“导电通道”,而中心部分较少且主要以颗粒状存在。与低分子量的表面活性剂类抗静电剂相比,高分子型抗静电剂有抗静电效果且持效期长,发挥抗静电作用快,对空气的相对湿度依赖性小等优点。从国内外抗静电剂的发展趋势看,目前正朝着耐热、耐久、功能性强、适用性广和产品系列化的方向发展。

 


4分类

(1)阳离子抗静电剂

通常是些长链的烷基季铵、磷或鏻盐,以氯化物作平衡离子。它们在极性基质中,如硬质聚氯乙烯和苯乙烯类聚合物中效果很好,但对其热稳定性有不良影响。这类抗静电剂通常不得用于与食物接触的物品中;而且抗静电效果仅为乙氧基化胺类之类内用抗静电剂的1/5到1/10。

(2)阴离子抗静电剂

通常是些烷基磺酸、磷酸或二硫代氨基甲酸的碱金属盐,也是主要用于聚氯乙烯和苯乙烯类树脂中;它们在聚烯烃类树脂中的应用效果与阳离子抗静电剂相似。在阴离子抗静电剂中,烷基磺酸钠已广泛应用于苯乙烯系树脂、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯中。

(3)非离子型抗静剂

如乙氧基化脂肪族烷基胺代表着最大的一类抗静电剂。它们广泛地应用于聚乙烯、聚丙烯、ABS和其他苯乙烯系聚合物中。

 


5选型指南

为了达到最佳的抗静电效果,我们在选择抗静电剂时,既要考虑时效性,又要考虑持久性,根据不同的状态有不同的要求。

与基体有良好的相容性。对于内部混炼型抗静电剂,若与基体相容性差,抗静电剂会从基体中迁移到基体表面,耐久性会差很多。

热稳定性。抗静电剂在制品加工温度下或者在反复加工过程中尽可能不分解。

与其他助剂有良好的相容性。各种助剂的存在一定要是相辅相成的,它们之间要有比较好的相容性,不能对互相的性能产生影响。

保证制品的性能要求。对制品的性能影响要尽可能小,尤其是机械性能。

无毒无臭,安全性高。

 


6注意事项

(1)抗静电剂用于食品包装薄膜时,不能选用有毒的季胺类阳离子型抗静电剂;

(2)抗静电剂不能影响塑料的透明性、印刷性、焊接性等基础性能;

(3)抗静电剂多系易吸湿物,使用前应充分干燥和注意保存。

 

 


参考资料

暂无参考资料!


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