上海远泱新材料

产品简介

抗静电剂机理分类以及应用

(一)静电的损害形式

1.静电吸尘-产生短路,电器损坏
2.电磁干扰-引起电子设备故障或误动作
3.静电放电击穿-击穿集成电路和精密元器件,直接损坏
4.引起爆燃事故
5.对人体造成电击


(二)防静电高分子材料的功能:
1.防静电材料可以有效的释放产品表面积累的静电荷
2.材料表面不会产生电荷积累和高电位差

(三)防静电高分子相比金属的优势:
1.具备高分子材料加工简易的特性
2.产品设计自由度高
3.化学稳定性好
4.可以媲美金属材料的防静电特性
5.材料电阻率可调范围广

(四)防静电材料等级划分:
根据防静电等级可以分为以下四类:

表面电阻小于103 Ω
高导电材料—快速导出静电
表面电阻介于103 Ω -106 Ω
导电材料—较快导出静电
表面电阻介于106-109Ω
静电消散材料—慢慢导出静电
表面电阻介于109-1012Ω
防静电材料—加工中不产生静电

(五)根据颜色分类:


1.不可着色防静电高分子

这类主要就是黑色防静电,也属于永久性防静电,也是大家最熟悉的,

比如导电炭黑填充,导电石墨填充,碳纤维增强,这类大家比较了解,

不详细介绍,有需要了解的可以跟帖。
2.可着色防静电高分子

这类的优点是产品颜色可控,根据客户的需求,可以随意配色,此外根

据产品的定位和需求,可以分为非永久性抗静电和永久性抗静电,详细

介绍这部分。


可着色抗静电助剂的作用机理:
1.抗静电基的亲水基增加制品表面的吸湿性,形成一个单分子的导电膜。
2.离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。
3.介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。
4.增加制品表面的平滑性,降低其摩擦因数。


A,非永久性抗静电剂:-有机小分子抗静电剂,有以下几类
1.阳离子型-
季铵盐类
2.阴离子型-磷酸盐类
3.非离子型-脂肪酸多元醇酯类
4.两性型-内铵盐类
具体用法:
1.外涂型:此方法使用时以阳离子型表面活性剂效果最好
2.内加型:最常采用的方法,可以使抗静电剂均匀地分布在聚合物内,

此方法使用时非离子表面活性剂应用最多。

非永久性抗静电缺点: 抗静电效果缺乏永久性、析出使表面变差、加工

时受热分解、对于温度和湿度依赖性大等。

B,永久性抗静电剂:分子量大的亲水性高聚物,与基体树脂有较好
的相容性,因而效果稳定,持久,性能好。 应用机理:

一、亲水性聚合物与高分子基体共混后,其分子链的运动能力较强,分

子间便于质子移动,通过离子导电来传导和释放产生的静电荷;
二、抗静电能力是通过其特殊的分散体态来体现的。
产品分类:
1.聚醚类
2.季铵盐类
3.共聚物磺酸盐类
永久性抗静电的优点: 高分子永久性抗静电剂主要是在制品表层呈细微

层状或筋状分布,构成导电性表层,而在中心部分几乎呈球状分布,形

成所谓的“芯壳结构”,并以此为通路泄露静电荷。高分子永久型抗静电

剂是以降低材料体积电阻来达到抗静电效果的,不完全依赖表面吸水,故

其受环境的湿度影响较小。


关于分类:


1.阴离子型抗静电剂

阴离子型抗静电剂主要有烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基磷酸盐、烷基酚

氧乙烯醚硫酸盐等。多用作化纤油剂和油品的抗静电剂 , 在塑料工业

中除某些烷基磷酸(或硫酸) 酯用于聚氯乙烯 (PVC) 和聚烯烃作内混型抗

静电剂使用外 , 大多用作外涂型抗静电剂。此类抗静电剂耐热性及抗静

电性效果优异 , 但对透明制品有不利影响。


2.阳离子型抗静电剂

阳离子型抗静电剂主要有季铵盐类、烷基咪唑啉阳离子等 , 其中季铵盐

类最常见。此类抗静电剂极性高 , 抗静电效果优异 ,对高分子材料的附

着力较强 ,多用作外涂型抗静电剂 , 有时也用作内混型抗静电剂 , 主

要用于合成纤维、PVC、苯乙烯类聚合物等极性树脂。但热稳定性差 , 

且对热敏性树脂的热稳定性有不良影响 , 也存在不同程度的毒性或刺激

性 , 在食品包装材料上不宜使用。


3.两性型抗静电剂

两性型抗静电剂主要有甜菜碱、烷基咪唑啉盐和烷基氨基酸等 , 其最大

特点是分子内同时含有阳离子和阴离子基团 , 在一定条件下可同时显示

阳离子型和阴离子型抗静电剂作用 , 在应用中与其他类型抗静电剂有良

好的配伍性 ,对高分子材料附着力较强 , 但热稳定性较差。


4.非离子型抗静电剂

非离子型抗静电剂主要有脂肪酸多元醇酯、烷醇胺烷醇酰胺以及脂肪

酸、脂肪醇和烷基酚的环氧乙烷的加成物等 , 其中应用最广泛的是前3

种。这一类型的抗静电剂虽然本身不能离解为离子 , 无法通过自身导电

来泄漏电荷 , 抗静电效果不及离子型抗静电剂 , 但是其热稳定性优异 ,

一般对高分子材料不产生有害影响 , 多数产品无毒或低毒 , 并且具有

良好的加工性能。


5.高分子永久型抗静电剂

高分子永久型抗静电剂是指分子内含有聚环氧乙烷链、聚季铵盐结构等导

电性单元的高分子聚合物 ,包括聚环氧乙烷、聚醚酯酰胺、含季铵盐的 

(甲基)丙烯酸酯共聚物和含亲水基的有机硅等 , 特点是抗静电效果持久 , 

不受擦拭和洗涤等条件影响 ,对空气的相对湿度依赖性小 , 不影响制品

的机械性能和耐热性能 , 但添加量较大 (一般为 5 %~20 %) , 价格偏

高。有机硅高分子链因具有弹性的螺旋形结构 , 经处理后甲基向空气定

向排列 , 可使织物获柔软、润滑和防水功能 , 但含亲水基的有机硅可

抗静电。


抗静电剂的使用方法和作用机理 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

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。


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