抗静电剂


众所周知,塑料是一种优异的电绝缘体,但也因此带来一些有害现象:当塑料制品在成型加工和使用过程中由于摩擦或其原因而产生静电后,静电电荷不能顺利泄漏而会造成静电积蓄在很多场合,因静电在电压上和电量上达到一定程度,不仅妨碍了生产的顺利进行,影响制品的使用,而且还可以导致火灾、爆炸等重大事故的发生。因此,人们迫切希望消除静电引起的危害。
添加到塑料配方中或涂覆到塑料制品表面,能降低塑料表面的静电聚集、避免静电危害的一类化学添加剂称为杭静电剂。
1.2.13.1 抗静电剂的分类
抗静电剂一般是表面活性剂,它的分子有如下的结构通式:
R—Y—X
式中,R为亲油基;X为亲水基;Y为连接基.
按亲水基能否电离出离子,将抗静电剂分为阴离子型抗静电剂、阳离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂、两性离子型抗静电剂四类。如果亲水基电离后带下电荷即为阳离干型抗静电剂;如果周水基电离后带负电荷即为阴离子型杭静电剂;如果抗静电剂分子中具有两个以上的亲水基,而电离后又分别带正、负不同的电荷时,则为同性离子型抗静电剂;若亲水基不电离则称为非离子型抗静电剂。
按使用方法,可以将抗静电剂分为内部抗静电剂和外部抗静电剂两大类。内部抗静电剂添加到塑料的配料中;均匀地分散在材料内部,可起到长久的抗静电效果,也称永久型抗静电剂。其添加量—般为0.1-3份/l00份。外部抗静电剂则被配制成溶液,采用刷涂,喷涂等方法涂覆到塑料制品表面。它们见效快,但容易因摩擦脱落而失效,也称暂时型抗静电剂。两种抗静电剂并无明确的界限,往往同一种化合物可兼做两用.
1.2.13.2 抗静电剂分述
①阴离子型抗静电剂 阴离子型抗静电剂的品种很多,包括高级脂肪酸盐、各种磷酸衍生物、硫酸衍生物等。大多用于纤维的抗静电。
②阳离子型抗静电剂 阳离子型抗静电剂对高分子材料的附着力较强,抗静电性优良,是塑料用抗静电剂的主要品种。主要是季铵盐,此外还有各种胺盐、烷基咪唑啉等。
③两性离子型抗静电剂 两性离子型抗静电剂在一定条件下既可起到阴离子型抗静电剂的作用,又可以起到阳离子型抗静电剂的作用,所以,两性离子型抗静电剂既可以和阴离子型抗静电剂配合使用,也可以和阳离子型抗静电剂配合使用。同阳离子型抗静电剂—样,两性离子型抗静电剂对高分子材料也有较强的附着力,因而能发挥出优良的抗静电效果,在某些场合,其抗静电效果甚至优于阳离子型抗静电剂。品种主要包括季铵内盐,两性烷基咪唑咻、烷基氨基酸类。
④非离子型抗静电剂 非离子型抗静电剂的抗静电效果一般均较例子型抗抗静电剂差,所以要达到相同的抗静电效果,其添加量通常为离子型抗静电剂的两倍。但非离子型抗静电剂的热稳定性好,也没有离子型抗静电剂易于引起塑料老化的缺点,所以其主要作为内部抗静电剂使用。典型品种有多元醇、多元醇的脂肪酸酯、胺类衍生物等。
1.2.13.3 抗静电剂的选用
①不同的塑料具有不同的带电能力,抗静电剂主要是针对固有电阻率高的塑料。需要进行防静电处理的工程塑料主要有PA、PU、PET、ABS等.
②外部抗静电剂主要选用对高聚物吸附力大的阳离子型抗静电剂和两性离子型抗静电剂;阴离子型抗静电剂和非离子型抗静中剂由于对高分子材料的附着力小,作用效果差,一般很少作为外部抗静电剂使用.
③使用内部抗静电剂时应注意抗静电剂与聚合物的相容性以及聚合物的Tg对抗静电剂迁移速率的影响。
④内部抗静电剂的添加量一般为0.3%~3%。厚制品、注射挤出成型及Tg高的高分子材料,其添加量也应大些。
⑤注意内部抗静电剂的分散效果.
⑥注意抗静电剂的分解温度和塑料加工温度的关系。内部抗静电剂的分解温度一定要高于塑料的加工温度.
⑦应注意抗静电剂的毒性.一般非离子型、两性离子型抗静电剂的毒性较低,阴离子型、阳离子型抗静电剂的毒性较大。