抗静电塑料的 配方设计制备与测试-.pptx

抗静电塑料的配方设计、制备与测试黎明职业大学高分子材料加工技术专业《高分子材料配方技术》

内容来源本小节内容参考图书：王玮《塑料配方设计与实例解析》

抗静电塑料的配方设计”塑料制品的抗静电效果及其他性能是与多种因素有关的，如抗静电剂、导电填料、亲水性聚合物和结构型导电聚合物的种类与用量，外加抗静电物质与基体树脂的相容性、成型加工的工艺条件、制品使用环境的湿度和温度等在进行配方设计时，必须了解制品的抗静电要求和使用环境，只有这样才能做到有的放矢，在考虑制品的抗静电性能的同时，还要兼顾制品的其他性能

01聚丙烯抗静电配方

01聚丙烯抗静电配方组分质量份数备注聚丙烯70含质量分数为30%的玻璃纤维炭黑7柱状聚乙烯蜡5增韧剂12接枝增容剂5其他助剂1配方1弯曲强度91MPa冲击强度42kJ/m2表面电阻率105~106Ω

01聚丙烯抗静电配方配方1解析PP为非极性聚合物，制品表面容易产生静电积累现象，工业上最常用的抗静电方法为添加导电填料和抗静电剂当对制品颜色无特殊要求时，导电炭黑是有效的抗静电剂，且能提高制品的防老化性能配方1设计目的是用作矿用电动机的塑料风叶，在要求制品有较高抗静电性的同时，还要求有优异的力学性能研究发现，随着炭黑用量的增加，制品的表面电阻率逐渐减少，制品抗静电能力增强，但当炭黑用量达到一定值后，因渗滤现象，这种下降趋势减缓

01聚丙烯抗静电配方配方1解析由于炭黑粒子的过度分散不利于材料内部导电通路的形成，所以模压成型制品的电阻率要小于注塑成型的制品从炭黑的形状考虑，粉末状炭黑较柱状炭黑在体系中更易形成导电通路，抗静电效果更好，但粉末状炭黑挤出时下料困难，且对制品力学性能影响较大，综合考虑，设计者选用了柱状炭黑作为导电填料为了提高制品的力学性能，设计者采用了玻璃纤维作为增强剂，同时对复合体系进行了增韧和增容改性，取得了很好的效果

01聚丙烯抗静电配方组分质量份数备注聚丙烯100抗静电剂1.5HKD-151抗静电剂1.5HKD-520配方2制备工艺：聚丙烯与抗静电剂在高速混合机中混合均匀、冷辊混炼、模压成型相关性能：表面电阻率3.61×109Ω复合抗静电剂

01聚丙烯抗静电配方配方2解析抗静电剂是PP抗静电材料常用的助剂，由于不同的抗静电剂各有优缺点，且往往有互补效应，在实际生产中常采用复合抗静电剂配方2的设计者研究发现，抗静电剂用量过多会造成其在局部富集，相互之间的缔合作用不利于抗静电作用的发挥，而冷辊混合的效果好于高速混合机的混合效果，有利于制品表面电阻率的下降，抗静电性能的提升

01聚丙烯抗静电配方配方2解析制品定型时冷却速度快，则结晶速率大，晶粒小，非晶部分大，更有利于抗静电剂向表面迁移，抗静电效果提高更为重要的是两种抗静电剂复合使用可以发挥较好的协同作用

01聚丙烯抗静电配方配方3组分质量分数备注聚丙烯99%复合抗静电剂1%羟乙基脂肪胺，79.8%脂肪基磺酸盐，20%热稳定剂，0.2%复合抗静电剂的制备工艺：准确称取羟乙基脂肪胺投入三口烧瓶中，油浴加热至95~105℃；加入相应量的脂肪基磺酸盐和热稳定剂，在氮气保护下搅拌45min~1.5h，使之充分溶解；抽真空约10min，降温至90℃以下出料

01聚丙烯抗静电配方配方3组分质量分数备注聚丙烯99%复合抗静电剂1%羟乙基脂肪胺，79.8%脂肪基磺酸盐，20%热稳定剂，0.2%抗静电塑料的制备工艺：按照配方比例准确称取复合抗静电剂和PP，在挤出机中混合（185±5℃）、模压成型（190±5℃）表面电阻率1.8×1010Ω

01聚丙烯抗静电配方配方3解析配方3的设计者也采用了复合抗静电剂，研究发现复合抗静电剂不但可以提高抗静电效果，且可减少PP材料的表面电阻率达到平衡的时间，减少抗静电效果对环境湿度的依赖程度同时发现，阴离子型脂肪基磺酸盐对羟乙基脂肪胺的各项抗静电性能的提高程度与其用量有关，当阴离子型脂肪基磺酸盐用量达到复合抗静电剂总质量的10%后，各项性能均显著提高

02聚乙烯抗静电配方

02聚乙烯抗静电配方组分质量分数HDPE60%鳞片石墨15%硅酸盐类短纤维25%配方1体积电阻率＜1.2×1010Ω·cm

02聚乙烯抗静电配方配方1解析PE的体积电阻率较高，一般为1016~1017Ω·cm，在用作电子类等产品时同样需解决抗静电问题配方1的设计者用鳞片石墨填充HDPE，发现当石墨的质量含量为15%时，材料的体积电阻率下降为1.2×1010Ω·cm，但其机械性能会有所下降加入短纤维作为增强剂，可以改善体系的拉伸强度，同时因为其含有结晶水，有助于降低材料的体积电阻率，提高材料的抗静电性能

02聚乙烯抗静电配方组分质量份数LDPE100炭黑40抗静电剂HZ-13配方2体积电阻率＜1×102Ω·