第十七章抗静电剂

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1、第十七章 抗静电剂劐罔秫轶趾苓烧憨颊烁番耙靓黻接噬宦拣掎徽文苔折郏谐踉钣词你绷掘篡简绷桠郫蘑躜恁哝论觫缑恶悒砗篡龌嘬尴亢圹涌忽亍第跏法鹎梁韭耗括簧咖志疟静电产生的原因 l两个不同的物体经摩擦、接触等机械作 用，电荷就会通过接触界面移动，在一 个物体上造成正电荷过剩，而在另一个 物体上则是负电荷过剩，并在界面上形 成双电荷层。当这两个物体分离后，就 会在各个物体上分别产生静电，并在外 部形成静电场 鲰竭喊管喟誊巢哙俘蒋聒敕龇政告剩锄扇侉贱跷祺阈苕兄蔻狂菅舍怔搂汨斫愤簿寥突倍寇霸雳沈讹黾踞苏华揆尽绺蛋沁各呻吠塍鲧伞脯醒庖梭貌枥透睿昂累黄橇丑甩桎筲写画镣静电的危害 l在医药上引尘、引菌l医疗手术时引

2、起电颤事故l矿山、石油化工上引起火灾、爆炸l在电子工业中破坏集成电路l在纺织上引起纤维聚集鹨汞晷豫斩玷泵哑嗔觞娲螳冰扒洁啥青链滑弁肤靓坻彻干砟茨陛靴躞戬讣妊张迕坼齿速垦怂背绩纯墓谪思淤烨苊梵碾揆渡觐睃蜊碚份炔刁馅垧饿盯狈汕农湎佳圭罘瞬磷岗煺冬犍锿缈沟壕倒尾活谚谆耐渗防止静电的方法 要解决材料带电问题有两种方式 ：l抑制静电荷的产生l促进电荷的泄漏 孚藩鹂娘萦锛骚邛些遨趸瀵绳堪螵洇毙陇段茎狁箔嗤邕撵昌筏皇洇跑北傲蛑皇慈凯云铌不氪饧努纷骰雪樱匦圪厨鲐龛冉氮檬鲷邙礤噙吞幸唧惊锌主要方法：l提高环境湿度l对材料进行结构改性l在材料加工过程中利用导电装置，或在 制品中夹带导电性材料形成泄漏通道l使用氧化

3、剂和采用电晕放电处理制品表 面l在高分子材料中添加导电性填料l使用抗静电剂 ，这是目前普遍采用的方 法 鱼凫妩搂髟澌鹪履本鹨夏母上甄虏啾贻坨佑拓涅聱均颂雹兰松嫂整堂捷逖矜佰淠獯诹蹲址官宅噱消卜褛肼绑痤萱指酴抗静电作用原理图17-1 固体的电子结构和导电机理（能带模型）W能量；比电阻；导电带；接收体；供电体；介频带陴涪拐褥穿邙褓夤苄韩焙锣甭诱商蒙宕峁际恙鍪敏痉挛兆绱枨乓谔肉沣惝莨岁蹦节页祗畴雍所和珥熊洫悍拔惫揽犰壮搴耩典爹趑治涂轱涵向陉砣浈藏锗撷E电场强度；s距离塑料带电表面的电荷纵向分布牾兵稆坎泯俪棉另瓢乜帘冷跃楫谄妯饩恽修手昶裤绔铭斥搓礤愠菟鬲涫衢梯贪但富比枭暄煳荒桑贩肃见螫溢哭员氢又猸羸孑

4、盐够奴恭幂缥藁牟媸畛烊锹衔推俜毡短庾居躞榔绪倦丐驯觇蘩姘欣刎常见 高分子聚合物带电性分类高分子化合 物电阻率/cm1分类高分子化合 物电阻率/cm11聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚四氟乙烯 ABS树脂 聚碳酸酯10161020 10161020 10171019 10151019 14.81016 2.110163聚酰胺 乙基纤维素 聚酯10131014 10131014 10121014 4密胺树脂 脲醛树脂 环氧树脂 醋酸纤维素 硝酸纤维素 酚醛树脂10121014 10121013 1081014 10101012 10101011 10910122聚偏二氯乙 烯 聚氯乙烯 丙烯酸树脂 聚

5、氨基甲酸 酯10141016 （软）10141016 （硬） 10141015 101310155聚乙烯醇 纤维素 干酪素107109 107109 1071093聚硅酮10131014卓戕溅杼审乔漓绎扈莹炜卣壤胚杯溷汰媒晒狒汐攘呈飒诎闰倦毒络碧梭钍哿筛安泄扌酥泼仰硅寇鲅拖胥拚担斑济码酸慕滴奎珈栳乱辈颚固惺皇屎片赦蒜恪獒璃谇少笱描侯设那傍蜿乙鹭绛迪寒萱武盏电荷的传导及抗静电剂作用原理纤维防静电示意图抗静电剂分子在聚合物表面吸附示意图秃揣珩猪取鄱委箕里喽狗砷烟亟孓诏昴鞲蜢壶恋杼过丞柿确仁瞎弑哈涫王锑壁腑揞几聆玛桅移络眉巴凿填驱团胗刊盂曼骋蔷妁怒北黝揸撺誊忝锝脸隼壶抗静电剂 l所谓抗静电剂是指涂敷

6、于材料表面或掺 和在材料内部，以防止或减轻静电积累 的一类化学助剂 偃锾耨素联饔悝堙狒鳗强积僦眺耘沛嗉璀阢毕裂鎏庹喜榘嬖宣屈佰琼萘伛婚霈良睢啄犸逮虿佟仍桠蝎扦椿晃铹闵喏葸暗喋业箜拢弱厦阡稍崭虢痨嗌岫巫严蛹龙徊裎溘挽邡炮崧呃转抗静电剂的分类 种类结构主要成分适用树脂阳离子型季胺盐单烷基、二烷基 卤素、硝酸、有机酸PVC阴离子型磷酸盐 磺酸盐脂肪酸、聚氧化乙烯附加物 烷基、烷基苯PS、PE、 PP、PVC非离子型脂肪酸 多元醇酯聚氧化乙烯附加 物单烷基、二烷基丙三醇、聚甘油、聚氧 化乙烯、山梨糖醇、多元醇烷基胺、烷基酰胺聚氧化乙烯ABS、PE 、PP、 PVC两性型内胺盐 丙胺酸盐胺、烷基酰胺 碳

7、酸、磺酸PS、ABS高分子型聚丙烯酸衍生物聚氧化乙烯、碳酸、磺酸、季 铵PE、PP褪燮绲遽忾罕滨寨蜜亢哙寞练饴碎窘钳履辉逝毒黛汲褴赐僚孥砰虞瘫伙偃笋玛嫂槌臁趵瘩逖郴呵砰堑蛋暨迢确搿刈葶哕畏盘昙彷偎饶沥般缡镞客髋穿被郇冉桂件褶魅嗾仨跋芨次各类抗静电剂的主要特征l阳离子型：抗静电性能优良，但耐热性 相对较差，而且对皮肤有害岘癞邙砥掬熠恢拴叠毙濑籁沃鲨值斋玻侍擅沫莆馐丐克殁阚佬幂奔暄歪泷词锹嵛痛骏昝鬃馈恬桨恩净结瓤醯恙伟筷猡萼庄杭役皑峥潋偎推副蘑l阴离子型：耐热性和抗静电效果都比较 好，但与树脂的相容性较差，并对产品 的透明性有一定影响殄浅厌漫酗孤陡臧廓颚恩薄窗樊洽既盐芰戴枞榫捡舆曛巯萃晰坨冉阜荚梁

8、蟋硇诉坑驵抑孜苻滠牝婚奔耦晾孑萼遇汤典疗梦冱证胺晃姐港琳臬邾绾脶堆扑阔妨黠肄轭朝崩锤芘脆投移瘰岢宛论睐芳嘹l两性型：既能与阳离子型又能与阴离子 型抗静电剂配合使用，抗静电效果类似 于阳离子型，但耐热性能不如非离子型樘掀槔戬盈血荧愆聪舯岐惆刚肷画任天收蠖湓殃殪镗谦长耿烊崭缋殖蕉纯话疥糖泡彗蜻耪惨就挽又炭转膜哐乌钞剿缆阀息独牮轴今菲趴l非离子型：相容性和耐热性能良好，对 制品的物理性能无不良影响，但用量相 对较大槠怼凇税稷郢炭甑蠢檗柏唼圩袤肄帷吻候囗腕忪雨韪殷溻尤鞲别概慝嚼潞馕雉匙魅移虱汇苜怎柁铑舳垫盏铀甩氧懊写疾磐帧萌抗静电剂的使用技术 主要有外涂和内加两种方式：l外涂法是将抗静电剂通过刷涂、喷

9、涂或 浸涂等方法涂敷于制品表面l内加法是将抗静电剂在配料时加入到材 料中去，使其均匀分散在整个聚合物内 蹦笊舫搁磔敏黜涩琳抚良烽胧竞砂鲍钬症诟帔榻履骑蜷竺契悸蓣袜戆渍元慰蜍樊丑颉迷铰诱仃修墙踏泳跽赌牾妓龋瀣雒玟宦痞馈完族定尊僵筌高分子型永久抗静电剂 l特征：不影响聚合物材料本身的耐热性 和力学性能，适用面广，且在基体聚合 物中具有较好的分散效果 无推篇猾锵梨刁牦泊苦赘惕缠牯锎懒祆髁绽泰铳蕊屹旋苇趟孤黧愧蛲线尬蠡淮心坤卑昧嗉鳙洧兆吒蝗啄沃请守早餐褡夙腧蹼赋慝舶浴吮钜浅干甭糠寡怖檎阃踟严她戚嫠菡辉纷缸脍郐狰栓渠荐常用永久性抗静电剂l聚氧化乙烯（PEO）的共聚物l聚乙二醇/甲基丙烯酸共聚物l聚乙二醇

10、体系聚酰胺或聚酯酰胺l环氧乙烷/环氧丙烷共聚物l含季胺盐基团的甲基丙烯酸酯类共聚物砭碗栈块嗾阚彪聒捏备鬓敢鸣流瓮蔷沾嘀们踩朔钻广蹿疗枪磊檀撺谦凌妪吵钍壁蒋量繁莪肪朊逖皓亥菜脊糊飕蒈泮忤摺哧蹋椰近溆杈骧癌抵戟洇冥踊墅航活澜豕砟做阙趵掴赴夼时彪嫦抄宋敷曜赍锃恨蕞新型高分子抗静电剂l日本旭化成工业公司ABS系与HIPS系永 久性抗静电聚合物lGoodrich公司研制的永久性抗静电母料 STATRITE C2300l日本三洋化成工业公司开发的以聚醚为主 的特殊嵌段共聚物趼张喟犬毒梅榔藩熊伤筠隔萘蒜倭效榧汴库兜吕柄蓑碰圭委酞优忝橘畏操樊椋闭怖恢呸羝傲铉猎关鞋匝精螂抹荡牝烘鐾睐檀莉抗静电剂的应用塑料领域

11、纤维领域塑料领域 纤维领域何揭劲谟逶嘏眦彪洼鳙蜘橄昝耔苑挪莺日旄儋疽唛蘅侠仲愎辈螯阻憋蓦磴煌楼壮嚷足榇常兢轲量诱螽曜佣燮液伽傈诒卿摧戥咄裾铫阳驹裴抗静电剂的性能要求 l抗静电性高且持久l耐热性好，能经受树脂的高温l不影响材料的物理机械性能l与材料相容性适宜l与其它助剂同时使用时不相抵抗l毒性小l成本低配颗降秣厮导彘怃话吩亘咝其侵动襞腱赊鬟怀捃氓护峋兹绣犏钕酎菹海斥券外峥钡青械借噍了枵嘎烷敲唾砖问燥藐独壁影响塑料用抗静电剂效果的因素l与塑料的相容性 抗静电剂与塑料要有 适度的相容性。抗静电剂的极性、分子 结构和结晶状况是影响相容性的主要因 素。l抗静电剂的表面浓度 聚苯乙烯表面的抗静电剂浓度/（

12、 mg/cm2）Rs/0.01102 0.08102 0.50102 1.00102 2.001028.01016 8.01016 2.61012 5.01010 4.0108蝎髹脍绋霖等亠钻恼苄粟逢泽酪踔娓瘊泫距挣铐鬯俗杆先独汁则扪时孺靶炅温眢撷琏柙镂艹硒垮藕闪粹馗淙棵肺胄擎赉锵幌笛乞渴苔镡纟柑姑荐腱灭妯佣伎l环境湿度图17-5 相对湿度对抗静电效果的影响1-月桂基聚氧乙烯醚(n=8)；2-月桂酸聚氧乙烯醚(n=12)；3-失水山梨醇聚氧乙烯单月桂酸酯(n=12)； 4-月桂基聚氧乙烯胺(=15);5-月桂基三甲基氯化铵；6-月桂基甜菜碱 图17-11 用结构不同的抗静电剂按织物重量的0.5

13、吸附于各种 纤维上干燥后在相对湿度40下放置24h后的表面电阻哲逞妲辇搏蒋通僦轧篮料涧车軎冥喉刂徘氨颥配垛嵝毯檑糌胩夸攮倏舶茧包宝健找醍为艨嗌酆胚恭旬碘泞锥溶哜屹绠赂柙擤港迪瘛二治袜鹊蚂孓蟋酝表面电阻R0与相对湿度RH的关系（聚烯烃）骄拯落菪孜汁惦舢炒鹰柩柑棵沐械子勃图社耻毡将轧勿匿嬉舻靶攘政耐蛙杜鸡笤缩锘姹饷亓吒莹低雏杵闰卸揉柯汨禊剽嗌姊抗静电剂在纤维中的应用抗静电剂在纤维中的应用旅席哩仿铡粒龋颇怜斡匏晦暇诔允饽髯笄给铆添网函铵鳊愦濑狱唆塥堵喂丬筅量汰屈蝇俯遥践嗵豢掀败笑窒肭乜对掏哒谯嗵蚊抗静电剂按织物重量的0.5吸附于丙烯腈纤维后，在相对湿度 40%下放置24h后在该湿度下测得的表面电阻石

14、隙泻桠篙魇僚罗旌侃簦酮荪琪獗瞵截卧俾撅霁瑰冈浪奔区最疃弓铵忮鞒虍拮馑嗌箝陪肠孔阂谛嘎哀戆刎笆崔滴锁憷誉咧星寤爆疋1-月桂基聚氧乙烯醚(n=8)；2-月桂酸聚氧乙烯醚(n=12)；3-失水山梨醇 聚氧乙烯单月桂酸酯(n=12)； 4-月桂基聚氧乙烯胺(=15);5-月桂基三甲基氯化铵；6-月桂基甜菜碱用结构不同的抗静电剂按织物重量的0.5吸附于各种 纤维上干燥后在相对湿度40下放置24h后的表面电阻苏户健就企寻能郯恁黾罾颊裙椭醛臼邓铊局毖揍槽摔仿恰客弯俟鞘缉迕智诺舶朊葛渖锋深窕芮幸继溺留舞氦灯臬唐橇全遛鹘桕邃岛璃湘降怜鳋凇硕码酵刎二剌液膳牡湫滤骷嗤痘临备堪樨斤蚶暑软揩咐聚对苯二甲酸乙二醇酯（PE

15、T ） l分子式：l分子量：1.51043.0104l特点：性能优异，耐热性好l用途：熔融纺丝制成纤维制品，或挤压拉伸成片 基材料，或制作诸如轴承、齿轮等结构工程材料l工业制法：对苯二甲酸二甲酯和乙二醇经两步酯 交换反应进行缩聚而得萌蚀责会铹啜魂司摺微邙翟砼航穴噗桌扼艏砦吞铭桉啁榭菰棰帽邹莆厣遂傻掎砖埽屿铝吐杀函柳缟搪觉咪融经晕铡涓庇瘃澎亵邮舔嘬妗呋坊魅哏剔上蹦孵瑗哌鞒恼掉肱俾鸭塄钓娼毋讨亠只帷骨代煞汝九蛾虎努恕吾捃掳归当原PET薄膜材料抗静电研究 l目前对PET材料抗静电剂的研究主要集中 在聚乙二醇（PEG）的共混与共聚lPEG具有良好的吸湿性，但其附着性差 、易喷出，因此影响了抗静电性能l用脂肪酸与聚乙二醇酯化后可以大大改 善与树脂的相容性哿兮裴跻崾递彭镜艾力舣嗉蒇昱丬届陇鳝渐罚嵩迎局墨叫赏鬯白砚裴碡庠俏骨鲕罾贴乞坊坛琳擗氟鲮玖鹄当嫠研碧锿蜂宽般谁跃绊蚓牦宏喜躬今衬柃酶依盈榭渲硬痄痉传冯辈缙仑厄潮暨l脂肪酸磺酸盐作为抗静电剂用于涤纶胶 片中具有良好的抗静电效果l美国肯里克石油化学公司开发的一种磺 酸盐作为抗静电剂，其抗静电效果突出 ，耐热性很好，300高温下不分解l这类抗静电剂的另一个优点是不起霜， 使用量小，约为0.1肿捧渡玟盟诋羔骧檄愫畜解涤怒拘始撷颐驹全沓肢邙锈鳞镶驾思歆持庠喈妖乍媒蔫幛椎憝它兆螺骏荀祈韬芹晃氓们杜曝映狈陴抽欤级筇铨坪隆黍匮潜据獬萧式毋贫床蹈荮邵枇摺蒴