[理学]第07章 抗静电剂.ppt

② 抗静电剂的表面浓度 抗静电剂在塑料制品的表面分布，必须达到一定浓度才能显示抗静电效果，该浓度称为临界浓度。各种抗静电剂的临界浓度依其本身组成和使用情况而异。 其原因是仅依靠亲水基在空气中的取向所形成的单分子导电层，是不会有显著抗静电效果的。只有当抗静电剂分子在表面有10层以上时，才会由于亲水基的取向性而产生优良的抗静电效果。 ③ 与其他添加剂之间的关系和表面处理 复配得当与否是抗静电效果发挥的关键。抗静电剂与抗静电剂、或抗静电剂与其他添加剂复配后，可能呈现最佳的协同效应。 某些增塑剂、润滑剂、稳定剂、颜料、填充剂、阻燃剂等会影响抗静电效果。当稳定剂是金属皂类阴离子，抗静电剂是阳离子时，两者可能相互抵销；与润滑剂并用(特别是与外部润滑剂作用)，由于润滑剂优先于抗静电剂迁移到制品表面，所形成的润滑剂表面膜层影响了抗静电剂的析出。 无机填料对抗静电剂的吸附性、尤其是含卤阻燃剂与抗静电剂复合，可能出现反协同作用等，在进行助剂复配时均应注意。 另外，对塑料表面进行适当处理，如使表面部分氧化，可产生某种极性集团，它与抗静电剂相互作用往往有叠加效果，使抗静电效应得到充分发挥。 ④ 环境湿度 以表面活性剂为主体的抗静电剂，尤以抗静电性与环境中空气湿度密切相关。 湿度大则抗静电性能好，吸湿后抗静电剂能产生离子结构，塑料表面的导电性可大大增加。所以，抗静电剂与具有吸湿性的，能在水中电离的无机盐、有机盐、醇类等合用，往往能促进抗静电效果的发挥。 相对湿度(RH)与抗静电剂作用效果有密切关系，以非离子型的乙氧基化烷基胺为例，在相对湿度为15%和50%时，表面电阻可相差10~1000倍，如下图所示。 2．纤维 (1)纤维的抗静电方法 为了避免在纤维内聚集静电或将纤维内所产生的静电尽快疏散，可以在合成纤维的生产过程中引入某种导电组分，或选用某些亲水性单体进行接枝聚合的方法来提高其吸湿性，以消除所产生的静电。 另一种方法就是应用抗静电剂对织物进行整理。 ①对纤维进行改性的抗静电方法是针对不同纤维，将聚烷基二醇、聚环氧烯烃、N-烷基胺与环氧乙烷加成物等亲水性物质引入纤维中。 ②利用抗静电剂的方法是在纤维的纺织和应用过程中普遍采用的方法，使用的抗静电剂均为外用抗静电剂。外用抗静电剂在织物表面上的耐洗牢度不好，易被洗去，若用反应性化合物与纤维在高温下形成共价键结合，可提高抗静电剂的耐洗牢度。 (2) 影响抗静电剂在纤维上应用效果的因素 ①抗静电剂浓度 ②纤维的类型 因纤维不同，每种抗静电剂的应用效果有所差别，处理合成纤维，往往会有比较理想的降低表面电阻的效果。 ③抗静电剂的结构 不同种类的活性剂的抗静电效果是因各自不同的结构而有差别，阳离子活性剂、两性活性剂效果最好，其次是非离子活性剂、阴离子活性剂。 研究纤维的静电已有许多方法，大致可分为两类： 一是测定纤维表面电导率； 二是测定纤维摩擦产生的电量。 这两类方法，对于长丝、短纤维、布、地毯等各种形态的纤维都适用。 3．涂料 在涂料中混入抗静电剂能够提高涂料的抗静电效果。在家电制品及汽车部件的涂装应用中，使涂膜表面具有抗静电性是十分重要的。另外，电视机机壳面板(ABS树脂或聚碳酸酯)以及灯具(丙烯酸树脂)都可以采用抗静电涂料涂覆的办法，来达到持续防污的目的。 涂料中使用的抗静电剂类型及其影响其抗静电效果的因素与塑料基本相同。 4．液体燃料 70年代以前，世界各地因油罐、油轮和加油过程中产生的静电爆炸，火灾事故屡有发生，每次都会造成严重损失。为此，促使人们采取各种措施加以预防，主要方法有： ①空气增湿；②用放射源照射发生静电的物体而使空气电离后导电；③在装可燃液体的罐内充氮或采用浮顶油罐；④在管路内安装消电器以中和流动电荷；⑤降低油品流速，含水燃料最大线速不超过lm·s-1，无水燃料最大线速不超过7m·s-1；⑥在可燃液体内加入抗静电剂以导走静电。 在液体燃料贮运过程中各个环节均可能发生静电，故采取①~⑤的措施只能避免个别环节的静电，唯有加入抗静电剂才是比较安全的措施。 适用于液体燃料中的抗静电剂为有机金属盐，见下表。 可见，烷基取代水杨酸铬具有较好的抗静电效果。 抗静电剂的亲油基吸附在材料表面，而亲水基排列在材料－空气界面，而形成一个单分子导电层。 当抗静电剂为离子型化合物时，本身便具有离子导电作用。 非离子型抗静电剂虽然不能直接影响导电性，但吸湿的结果，除利用了水的导电性外，还使得纤维中所含的微量电解质有了离子化的场所，从而间接地降低了表面电阻，加速了电荷的泄漏。 (2) 电荷的体积传导 一些导电化