7.永久抗靜電劑的種類及特色

1、永久抗靜電劑的種類及特色永久抗靜電劑的種類及特色摘要：摘要：永久性抗靜電劑多為親水性聚合物，它可以賦予疏水聚合物永久性抗靜電性能，而基本不影響其他性質(zhì)。本文主要介紹了永久抗靜電劑的種類及永久抗靜電劑的特點(diǎn)、應(yīng)用機(jī)理和其一些相關(guān)應(yīng)用情況及前景展望。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：聚合物共混物永久抗靜電劑分類特色TheTheclassificationclassificationantistaticantistaticmechanismmechanismo

2、fofpolymerpolymerantistaticantistaticagentsagentsAbstractAbstract：Permanentantistaticagentsaremostlyhyhilicpolymersitcangivehyhobicpolymersthepropertiesofpermanentantistaticbasicallydoesnotaffectotherproperties.Thispaper

3、mainlydescribestheclassificationantistaticmechanismofpolymerantistaticagentstheapplicationmechanismsomeofitsrelatedapplicationsprospects.Keywd:Keywd:polymerblendspermanentantistaticagentsclassificationantistaticmechanism

4、1.1.前言前言高分子材料依其優(yōu)美的外觀、低廉的價(jià)格、出色的電絕緣性能、良好的加工性能和耐化學(xué)性能而獲得廣泛應(yīng)用。但在摩擦?xí)r容易積聚靜電導(dǎo)致表面吸塵、薄膜閉合、電子器件擊穿、電擊和爆炸等許多災(zāi)害。為消除靜電災(zāi)害工業(yè)上一般將材料的表面電阻率限制在1012Ω以下。在聚合物基材中添加低分子量抗靜電劑是最常用的抗靜電措施由于這種改性材料主要是利用抗靜電劑在材料表面吸附水分降低表面電阻率因此耐久性差不耐擦洗對(duì)環(huán)境濕度的依賴性大而且材料的耐熱溫度和

5、表面特性都有不同程度下降。經(jīng)炭黑、金屬填料改性的聚合物雖獲得了比較好的永久性抗靜電性能但也存在價(jià)格高、不易著色、填料易脫落或氧化以及物性下降等缺點(diǎn)。80年代以來國外先后開發(fā)了一系列親水性聚合物與ABS樹脂、HIPS和PMMA等疏水性聚合物共混后得到了永久性抗靜電聚合物合金。永久抗靜電合金不僅較好地保持了母體聚合物的基本性能而且在機(jī)械摩擦和比較寬的濕度范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好且穩(wěn)定的抗靜電能力。因此將這類親水性聚合物稱為永久性抗靜電。[1]2.2

6、.永久抗靜電劑的分類永久抗靜電劑的分類含COONa、SO3Na、OCH2CH3、PO[N(OH3)2]2、CONH2、SO3H、COOH、N(OH3)2等官能團(tuán)的乙烯基聚合物親水性好可以作為導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成共聚型PAA。從已商品化和專利申請(qǐng)情況看目前PAA大多以聚環(huán)氧乙烷(PEO)為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)單元這可能與同普通聚合物相容性較好有關(guān)。B.F.Goodrich公司開發(fā)的永久性抗靜電母料STATRITEC2100是由HIPSPAA共混物經(jīng)注射

7、加工制成的PAA含量約1020%(重量)。當(dāng)母料添加量為2030%時(shí)材料的體積電阻可降至1012Ωcm。即使在極苛刻的條件下母料用量為25%的材料就有充分的耐久性。最近該公司又推出了新一代母料STATRITEC2300熱穩(wěn)定性好價(jià)格低廉是一種通用的抗靜電母料。[2]部的抗靜電劑分子不斷地遷移至表面，直至完全消耗，因而其作用效果僅在一定時(shí)間范圍內(nèi)有效。高分子永久型抗靜電劑只能通過混煉的方法加入到基料中。它不是靠遷移至塑料表面，而是靠在塑料

8、內(nèi)部形成一個(gè)具有導(dǎo)電能力的滲濾網(wǎng)絡(luò)，以此為通路解掉表面及本體內(nèi)的靜電荷，降低電阻率。與傳統(tǒng)抗靜電劑相比，其抗靜電效果持久，無誘導(dǎo)期，不受擦拭和洗滌等條件影響；因?yàn)樗膶?dǎo)電性能不是靠水層來達(dá)到的，因而對(duì)空氣的相對(duì)濕度依賴性小；制品的機(jī)械性能和耐熱性能不受其影響，但添加量較大(一般為5％20％)，價(jià)格偏高。[3]3.1聚醚型通過含金屬鹽的脂肪酸聚乙二醇酯(PM)與BHET的共縮聚反應(yīng)，制備了大分子主鏈上含有金屬鹽的聚醚酯抗靜電劑(PEEM)

9、。PEEM與常規(guī)PET切片共混紡絲制備的滌綸纖維具有優(yōu)良的抗靜電性能，且其抗靜電性、耐洗滌性均優(yōu)于添加不含金屬鹽的聚醚酯抗靜電劑(PEE)的滌綸纖維，經(jīng)沸水處理后仍能達(dá)到理想的抗靜電效果。此種抗靜電纖維在極端干燥(RH≤30％)條件下仍能具備優(yōu)良的抗靜電性能。田紅艷等選用聚醚酯(非離子)永久型抗靜電劑MileaseT，通過后整理工藝賦予織物抗靜電的功能，分別采用浸軋法和高溫高壓法對(duì)滌綸織物進(jìn)行了整理試驗(yàn)，并對(duì)其耐久性以及在不同相對(duì)濕度條

10、件下的抗靜電效果及其規(guī)律進(jìn)行了較為深入的研究。得到聚醚酯(非離子)永久型抗靜電劑，并非表面活性劑，而是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯和聚醚的嵌段共聚物。由于其中含有聚對(duì)苯二甲酸乙二酯組分，與滌綸具有相同的結(jié)構(gòu)，在高溫定型處理過程中，與聚酯大分子產(chǎn)生共晶作用，固著在滌綸纖維上，獲得耐洗性效果。另一部分聚醚組分，屬于親水鏈段，可在滌綸纖維的表層形成親水中心，由于吸水性大大增加，既可加速織物表面電荷的逸散速率，降低纖維表面電阻，又可以達(dá)到抗塵及易去污的作

11、用。一般認(rèn)為靜電壓小于500V，半衰期小于23s的為抗靜電性能良好。采用浸軋法和高溫高壓法整理織物均能獲得良好的抗靜電效果。相比較而言，高溫高壓法的抗靜電效果要略優(yōu)于浸軋法，但整理工藝相對(duì)復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要求較高。浸軋法和高溫高壓法相比較，經(jīng)高溫高壓法整理的織物其耐洗性在較大程度上優(yōu)于浸軋法，20次水洗后，半衰期仍保持在3s以下，靜電壓小于500V，表明織物抗靜電性能良好。從永久型抗靜電整理要求出發(fā)，最好是采用高溫高壓法。Ciba精化推出的

12、永久性抗靜電劑IRGASTATP系列添加劑是基于聚醚聚酰胺的共聚物。不同IRGASTATP添加劑牌號(hào)含有不同的聚合物結(jié)構(gòu)和共添加劑，汽巴共有4種不同類型的IRGASTATP添加劑，所有的添加劑均為粒狀，可和塑料經(jīng)過造?；蛏a(chǎn)直接加入。當(dāng)IRGASTATP在聚合物中形成網(wǎng)絡(luò)時(shí)制品才能達(dá)到最佳抗靜電效能，通常要求添加5％15％的濃度。由于相對(duì)較高的添加量和塑料中網(wǎng)絡(luò)的形成，通常制品的機(jī)械性能會(huì)受到一定的影響，Ciba精化生產(chǎn)的4種不同的添加

13、劑可降低對(duì)制品的機(jī)械性能的影響。通過電子顯微鏡能觀察到IrgastatP22在PP基體樹脂中形成的滲濾網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并測出其直徑在0.215um。選擇合適的溶劑萃取，通過光學(xué)顯微鏡可以觀察到殘留的黑色濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常纖細(xì)，所以很少量的助劑就可形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。目前，市場上的永久抗靜電劑主要用于ABS、HIPS和PMMA。聚烯烴用永久抗靜電劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般要高于30％才能達(dá)到較好的導(dǎo)電效果，因此烯烴類很少使用永久抗靜電劑。[4]3.