第十章 抗静电剂.ppt

在日常生活中静电问题是一个很重要的问题，特 别是在高分子材料领域，它不仅涉及到材料的性 能，还涉及到使用这些材料的领域。如煤炭行业、 计算机、集成电路。 静电荷的积累带来的问题 1)制品表面吸尘 2)处理困难(筛分;输送) 3)静电放电,引起火灾或爆炸 (塑料产品干燥;制品使用过程) 4)干扰仪表精度 合成材料电性能划分 表面电阻：代表每平方厘米电介质表面对正方形的 相对二边间表面泄露电流所产生的电阻 一般按照表面电阻进行划分 表面电阻107Ω---108Ω 导电材料 表面电阻108Ω---109Ω 防止电荷积累 表面电阻1010Ω--- 1012Ω 动态下抗静电 表面电阻1012Ω--- 1013Ω 静态下抗静电 表面电阻大于1013Ω 绝缘材料 通用塑料表面电阻 聚乙烯 1016--1020 Ω 聚丙烯 1016--1020 Ω 聚苯乙烯 1017--1019 Ω 聚氯乙烯 1014--1016 Ω 天然橡胶 1015--1019 Ω 一.抗静电剂的基本原理 1.静电产生的原因:塑料材料同时兼有高的表面电阻 率和低的介电常数,当相互摩擦时,塑料表面容易积 累电荷产生静电. 2.影响静电产生的因素 1)摩擦的程度 2)摩擦性质 3)周围介质 4)介电常数 5)表面电阻 4.消除静电的方法 1）静电接地 2）提高空气湿度消除静电荷积累 3）加抗静电添加剂 4）静电中和器 5） 工艺控制法 概念：抗静电剂是添加在树脂中或涂敷在材 料表面用以防止高分子材料静电危害 的一类添加剂 抗静电剂分类： 按照使用方法：外部涂层抗静电剂、内部添加抗 静电剂 按照与材料结合方式：反应型、混入型 按照用途：塑料、纤维、涂料、油品抗静电剂 1.外抗静电剂及作用机理 外部抗静电剂一般以水、醇或其他有机溶剂作为 溶剂或分散剂使用,当用抗静电剂浸渍聚合物材料时, 抗静电剂(表面活性剂)的亲油部分牢固地吸附在材 料表面,亲水部分向外并从空气中吸收水分,从而在 材料表面形成导电层,起到消除静电的作用 ●优点:所需抗静电剂量少;效果直接 ●缺点:抗静电性易损失;包敷不均匀;使焊接和印刷 困难;暂时性抗静电剂 理想外抗静电剂基本要求 ●可以溶解或分散在溶剂中； ●与树脂表面结合牢固，耐磨，耐洗涤； ●有良好的抗静电效果，对环境温度适应性强； ● 五毒 ●廉价 2.内抗静电剂作用机理 内抗静电剂是在塑料加工时混入聚合物基体内, 然后迁移至聚合物表面,起到抗静电作用. (1)作为润滑剂,使摩擦产生的静电减少 (2)迁移至材料表面,提供一个将静电分散到大气中 的导电途径 ●影响内抗静电剂迁移的因素 1)抗静电剂与聚合物的相容性 2)聚合物的结晶性(无定形相比结晶相快) 3)塑料中其他添加剂 4)抗静电剂量(高浓度迁移快) 5)温度(温度高迁移快) ●内抗静电剂基本条件 1)具有极性以产生抗静电功能 2)对聚合物具有”平衡的亲和力” 3)在加工过程中与聚合物基质相容 4)与塑料中其他添加剂相容 5)热稳定性好 6)对聚合物其他性能无不利影响 7)符合卫生标准 内抗静电剂与外抗静电剂比较 内抗静电剂 外抗静电剂 应用工艺 用量较多 用量较少 加工混入 涂敷 特点 抗静电保持时间长 抗静电保持时间短 需要一定时间起作用 立即产生效果 抗