抗静电剂抗静电剂.pdf

南通雷尚化工有限公司 南通经济技术开发区新河路30号 中文名称：抗静电剂 英文名称：antistaticagent 定 义：能降低材料或制品表面电阻和体积电阻，适度提高导电性、阻止静电蓄积的物质。 抗静电剂英文名称是Antistaticagent，简称ASA。由于聚合物的体积电阻率一般高达1010～ 1020Ω，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。 概念 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。 结构特征 抗静电剂一般都具有表面活性剂的特征，结构上极性基团和非极性基团兼而有之。常用的极 性基团 （即亲水基）有：羧酸、磺酸、硫酸、磷酸的阴离子，胺盐、季铵盐的阳离子，以及 -OH、-O-等基团，常用的非极性基团（即亲油基或疏水基）有：烷基、烷芳基等，从而形 成了纤维工业常用的五种基本类型的ASA，即胺的衍生物，季铵盐，硫酸酯、磷酸酯以及 聚乙二醇的衍生物。ASA 当涂层用时，疏水基团吸附于材料表面，最外层形成一层ASA 的 分子层；当采用共聚方法形成双组分纤维时，外部的ASA 分子层受到破坏，内部的ASA 便 可以渗透到材料表面；材料表面有一个平滑的ASA 分子层，表面摩擦系数的降低使静电产 生几率减少，但外用ASA 耐洗牢度不好，可考虑用反应性化合物与纤维在高温下形成共价 键结合 抗静电剂的使用方法和作用机理 外用ASA 一般以水、醇或其它有机溶剂作为溶剂或分散剂，进行涂覆疏水基团附着于材料 表面，向外排列的亲水基团吸收环境中的微量水分，因为水是高介电常数的液体而形成导电 层，并且纤维中所含的微量电解质也一定程度地降低表面电阻；用于织物的ASA 多为饱和 长碳链阳离子表面活性剂，因纤维表面呈负电性而容易被吸附形成湿气膜，这样材料摩擦间 隙的介电常数也明显提高；如果ASA 为离子化合物时，本身便具有离子导电作用[12]。内 用ASA 在聚合物中分布是不均匀的，当添加到一定数量时，复合材料的表面会形成一层亲 水基团向外排列的膜，同时内部的ASA 能向表面渗透以补充膜层的缺损；因此ASA 与聚 合物的相容程度便形成了矛盾的两方面，相容性好会使向外表渗透速度放慢，难以及时补充 表层ASA 损失，反之又会使材料过早地丧失抗静电性能。 根据使用方式的不同, 抗静电剂可以分为外涂型和内混型两种。外涂型抗静电剂是指涂在高 分子材料表面所用的一类抗静电剂。一般用前先用水或乙醇等将其调配成质量分数为 0、5 %～2、0%的溶液 ,然后通过涂布、喷涂或浸渍等方法使之附着在高分子材料表面 , 再经过 室温或热空气干燥而形成抗静电涂层。此种多为阳离子型抗静电剂 , 也有一些为两性型和 阴离子型抗静电剂; 内混型抗静电剂是指在制品的加工过程中添加到树脂内的一类抗静电 剂。常将树脂和添加其质量的0、3%～3、0%的抗静电剂先机械混合后再加工成型。此种 以非离子型和高分子永久型抗静电剂为主 , 阴、阳离子型在某些品种中也可以添加使用。 各种抗静电剂分子除可赋予高分子材料表面一定的润滑性、降低摩擦系数、抑制和减少静电 南通雷尚化工有限公司 南通经济技术开发区新河路30号 荷产生外 , 不同类型的抗静电剂不仅化学组成和使用方式不同 , 而且作用机理也不同 1、外涂型抗静电剂的作用机理[1]此类抗静电剂加到水里 , 抗静电剂分子中的亲水基就插 入水里 , 而亲油基就伸向空气。当用此溶液浸渍高分子材料时 , 抗静电剂分子中的亲油基 就会吸附于材料表面。浸渍完后干燥 , 脱出水分后的高分子材料表面上 , 抗静电剂分子中 的亲水基都向着空气一侧排列 , 易吸收环境水分 , 或通过氢键与空气中的水分相结合 , 形成一个单分子导电层 , 使产生的静电荷迅速泄漏而达到抗静电目的。 2、表面活性剂类内混型抗静电剂的作用机理 在高分子材料成型过程中 , 如果其中含有足够浓度的抗静电剂 , 当混合物处于熔融状态 时 , 抗静电剂分子就在树脂与空气或树脂与金属 (机械或模具) 的界面形成最稠密的取向 排列 , 其中亲油基伸向树脂内部 , 亲水基伸向树脂外部。待树脂固化后 , 抗静电剂分子上 的亲水基都朝向空气一侧排列 , 形成一个单分子导电层。在加工和使用中 , 经过拉伸、摩 擦和洗涤等会