抗靜電劑用于處理各個階段的靜電干擾（危害），或根據下游客戶用途必須提供長效的靜電防護。但是市場上可用的抗靜電添加劑名目繁多且良莠不齊，為您的產品尋找合適的防靜電添加劑可能是一項艱巨的任務！

 

       進入合成高分子聚合物時代，讓我們一起來全面了解抗靜電劑其化學性質有關的重要方面，以及影響抗靜電劑選擇的因素，包括它們與各種聚合物（如聚烯烴，聚酯，聚酰胺，含氟聚合物等）的相容性（在下篇）。

 

       防靜電塑料是重要的有機合成高分子材料，隨著電子產品微型化的應用非常廣泛。

 

       防靜電策略，與選擇技巧

 

 

       靜電荷的耗散取決于為不想要的電子從表面移開創造條件。

 

       1、大多數抗靜電劑利用電荷結構耗散物料的累積電荷。

 

       2、其他抗靜電劑僅依賴于電子的孤對電子和/或吸濕性。

 

       通常，耗散或 ESD 聚合物具有：

 

       1、表面電阻率為 10E5 或 10E6 ~ 10E12 歐姆；靜電放電半衰期通常低于 60 秒。

 

       2、根據目標應用，請注意電阻率過低會導致導電聚合物固有風險。

 

       問題的嚴重性會各種各樣，從輕微到非常嚴重，甚至令人恐懼。

 

       例如：灰塵和其他污染物的吸附與黏著，使用和加工產生一系列問題；觸摸塑料部件（如合成地毯，旋鈕，汽車把手等）時會積聚靜電或釋放靜電導致電擊；繪畫和印刷、打印中造成缺陷；有機粉末在易燃或易爆環境中起火、爆炸；電視，廣播的電子干擾；半導體、集成電路、IC 芯片擊穿。

 

 

       靜電劑的策略和化學

 

       臨時或長期的防靜電策略

 

       靜電積累和放電廣泛存在于：連續加工薄膜等塑料行業電子制造，處理和維修電子裝配以及應用包裝多灰塵的有機材料航空：閃電和干擾汽車：燃油管路的靜電放電會引起火災易燃易爆環境：醫療保健，手術室，油漆店，汽車維修店光學玻璃、汽車涂裝車間。

 

 

       因此，靜電荷的耗散取決于為不想要的電子從表面移開創造條件。大多數抗靜電劑利用電荷結構驅散材料累積的電荷。其他抗靜電劑僅依賴于電子的孤對電子和/或吸濕性。

 

       抗靜電劑可以是液體，半固體或固體，應用于基材表面，抗靜電母粒可以添加進入高絕緣塑料材料本身。

 

       所應用的抗靜電添加劑通常用于在處理的各個階段中管理靜電荷。它們被認為是暫時使用的。

 

       如果“終身”靜態保護是最終用途的標準，則需要將其并入材料矩陣中。抗靜電地毯纖維和某些容易產生靜電荷的復合材料。長效型抗靜電劑主要是在制品表層呈現細微的層狀或者筋狀分布，構成導電性表層，而在中心部分幾乎呈球狀分布，形成所謂的“芯殼結構”，并以此為通路泄漏靜電荷。因為高分子長效型抗靜電劑是以降低材料體積電阻率來達到抗靜電效果。

 

       此外，空氣水（濕度）在協助抗靜電機制消散電荷 (即通過導電性) 的機制中也起著關鍵作用。

 

       在了解了抗靜電劑在聚合物中的重要性之后，讓我們探討用于有效消散電荷的主要化學物質是什么......

 

       抗靜電劑化學材料

 

       根據統計目前所有抗靜電劑區分為無機和有機。沒有最小化靜態累積的通用策略，而是使用多種方式，有時結合使用。

 

 

       聚合物中的防靜電方式

 

       導電阻率的降低是由于導電網絡的形成，高的剪切力和聚合物的同向性會阻礙甚至破壞導電網絡并產生相反效果。添加五次方®抗靜電母粒可降低產品表面電阻率，分散表面電荷密度，可阻止塑膠制品在儲存和使用中的灰塵吸附，防止塑料制品加工、運輸時產生的靜電荷力及高靜電荷引起的放電破壞現象。

 

       無機物抗靜電

 

       可以將無機鹽和一些堿性有機元素摻入聚合物基體中，以抑制長期使用中的靜電積累。摻入聚合物基質中的各種鹽可以提供一些抗靜電性能。雖然鎖定在基質中，但離子性質尚不容易獲得（離子分離）有助于電荷的耗散。

 

       有機物抗靜電

 

       有機抗靜電劑包括大多數用于輔助多余電荷從聚合物表面傳導出去的材料。雖然有些可以摻入固體基質中，但是大多數在外部用于控制加工和最終用途應用過程中的靜電。

 

       有機系統的一般劃分小類別有:

 

       1、磷酸鹽，通常是相應的游離酸的鉀或鈉鹽；胺類，季胺；

 

       2、非離子吸濕材料，即環氧乙烷和/或環氧丙烷的表面活性劑。

 

       對于主要的抗靜電劑，磷酸鹽和季胺是帶有正負離子的有機分子。物質的尺寸越小，在分子周圍觀察到的電子密度越大，因此增強的耗散能力就越大。

 

       可以使用硫酸鹽或磺化化學品，盡管它們不是特別有效。例如，用作表面活性劑的磺基琥珀酸二辛基鉀鹽顯示出較弱的抗靜電特性。非離子表面活性劑由于其吸濕性和孤對電子而起作用。疏水側與材料表面相互作用，而親水側與空氣水分相互作用并結合水分子。同樣與磷酸鹽或季胺相比，抗靜電作用很小。讓我們詳細了解一些有機抗靜電劑...

 

       01、磷酸酯鹽

 

       這些材料通常是使有機醇（ROH）與 P₂O₅ 或 POCl₃ 反應生成的在這兩種情況下，都形成了單酸酯和二酸酯（見圖1）。在正常使用中，這些游離酸酯轉化為相應的鹽，優選為鉀（K⁺）。

 

       P₂O₅ 路徑通常導致 55/45 單/二比。POCl₃路線傾向于產生約 5% 的三酯，這種酯幾乎沒有抗靜電性能。下表概述了其他方面。

 

 

       02、季胺、胺類

 

       這種抗靜電劑是通過適當的胺與烷基鹵或硫酸二烷基酯反應形成的。這產生五價帶正電荷的氮與相應的陰離子偶聯。

 

 

       下表概述了季胺的用途和限制條件。

 

 

       03、非離子金屬表面活性劑

 

       非離子表面活性劑類別涵蓋了非常多種化學品。這些可以包括簡單的醇到復雜的生物基多元結構。在本節中，重點將放在通常與聚合物，醇或酸乙氧基化或乙氧基化/丙氧基化體系應用相關的那些方面。

 

       這些系統本質上趨于吸濕，氧原子上存在孤對電子，有助于將靜電荷從聚合物表面傳導出去。下表概述了靜態控制的功能。

 

 

轉自——鏈塑網公眾號

 

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