第一節(jié) 抗靜電劑的簡(jiǎn)介
抗靜電劑是添加在塑料之中或涂敷于模塑制品的表面,以達(dá)到減少靜電積累目的的一類添加劑。通常根據(jù)使用方法的不同,抗靜電劑可分為內(nèi)加型和外涂型兩大類,用于塑料的主要是內(nèi)加型抗靜電劑。也可按抗靜電劑的性能分為暫時(shí)性的和永久性的兩大類。(可行性 研究 報(bào)告)
第二節(jié) 抗靜電劑的制備
一般情況下抗靜電劑是在密煉機(jī)或擠出機(jī)中與顏料和其他助劑一起混配。從技術(shù)上講,純抗靜電劑,如乙氧基化烷基胺,還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn),那就是在液體注射成型過(guò)程中它可以熔融,從而起顏料母料分散劑的作用。抗靜電劑母料可以直接加入到最終加工設(shè)備中去。內(nèi)用抗靜電劑的作用與最終制品的生產(chǎn)加工條件有很大關(guān)系。例如,注射成型制品的抗靜電性能取決于模具的溫度。通常,模具的溫度較低時(shí),抗靜電劑遷移較快,從而改善抗靜電性能。
評(píng)價(jià)抗靜電劑效果的測(cè)試方法有兩個(gè):表面電阻(率)法和靜電衰變法;這兩種方法都在廣泛地使用。
根據(jù)ASTMD257—78的定義,材料的表面電阻率是電勢(shì)梯度與材料表面單位寬度上通過(guò)的電流之比,它原則上與試樣的幾何形狀有關(guān)。將兩個(gè)電極放置于塑料樣品表面的同一側(cè),并給電極通過(guò)直流電;測(cè)量通過(guò)試樣的電流,并計(jì)算電阻;然后把表面電阻率的測(cè)量結(jié)果用歐姆表示出來(lái)。
根據(jù)聯(lián)邦測(cè)試方法4046的定義,靜電衰變是指感應(yīng)電荷的放電速度。將試樣(通常是薄板或薄膜)置于兩個(gè)電極之間,電極與樣品表面的距離為數(shù)毫米。一個(gè)電極接連于電源,另一個(gè)電極連接于電流表和記錄器,由一個(gè)電極在樣品表面上感應(yīng)的電荷所引起的電場(chǎng)變化由另一個(gè)電極測(cè)量。抗靜電樣品將表現(xiàn)出感應(yīng)電荷的衰變。衰變半衰期(以秒計(jì))便是電荷由其最初值衰減一半所需的時(shí)間。
另一個(gè)廣泛應(yīng)用于工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法是美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn),專用于電子產(chǎn)品的包裝。選擇哪種合適的方法要看需要進(jìn)行檢測(cè)的塑料的最終用途。
塑料本身的電阻率為1014歐姆,當(dāng)按表亞所示的添加量加入抗靜電劑時(shí),電阻率可能會(huì)下降到1013至109歐姆。若欲進(jìn)一步降低電阻率只能依靠改進(jìn)導(dǎo)電性能,如使用導(dǎo)電炭黑。
抗靜電包裝技術(shù)正在發(fā)展,以強(qiáng)調(diào)對(duì)環(huán)境的關(guān)切。廣泛使用的乙氧基化烷基胺采用可多次利用的散裝容器包裝。供貨商傾向于生產(chǎn)濃縮度更高的抗靜電劑,到用戶手里以后可根據(jù)加工需要進(jìn)行稀釋。這樣做的目的是要減少固體廢物的處理成本。通過(guò)開(kāi)發(fā)高濃度抗靜電劑,生產(chǎn)廠商可以一次裝運(yùn)較多的抗靜電劑而減少需由用戶處理的包裝容器的數(shù)量。
從技術(shù)上來(lái)看,很多的 研究 開(kāi)發(fā)工作依然繼續(xù)圍繞著電子產(chǎn)品的包裝市場(chǎng)。乙氧基化月桂酰胺,通常被視為無(wú)胺抗靜電劑,常用于這一方面。乙氧基化月桂酷胺在吹塑LDPE和LLDPE薄膜方面的用量亦在增長(zhǎng),因?yàn)樗诘蜐穸葪l件下的抗靜電效果也較好。這種產(chǎn)品的濃縮物和母料也可以買到。乙氧基化硬脂酞胺(含完全飽和的18一碳烷基鏈)已經(jīng)應(yīng)用于雙軸定向聚丙烯薄膜的生產(chǎn),在這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中加工溫度高,要求抗靜電劑具有高度熱穩(wěn)定性。
第三節(jié) 抗靜電劑的發(fā)展前景
在我國(guó),隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng),綠色化工已成為今后發(fā)展的主要方向。各類低毒、無(wú)毒的抗靜電劑將越來(lái)越受到食品包裝業(yè)、電子產(chǎn)業(yè)的青睞,這類抗靜電劑的 研究 已日益受到關(guān)注。
(1)非離子型抗靜電劑 由于非離子型抗靜電劑熱穩(wěn)定性能好,價(jià)格較便宜,使用方便,對(duì)皮膚無(wú)刺激.是抗靜電基材中不可缺少的抗靜電劑,具有良好的應(yīng)用前景。
(2)復(fù)合型抗靜電劑 復(fù)合型抗靜電劑是利用各組分的協(xié)調(diào)效應(yīng)原理開(kāi)發(fā)出來(lái)的,各組分互補(bǔ)性強(qiáng),抗靜電效果遠(yuǎn)優(yōu)于單一組分。但要注意各種抗靜電劑之間的對(duì)抗作用。如陽(yáng)離子型和陰離子型的抗靜電劑不能同時(shí)使用。
(3)多功能濃縮抗靜電母粒 由于抗靜電劑多為粘稠液體,而且其中一部分為極性聚合物,在塑料中分散困難,帶來(lái)使用上的不便。多功能濃縮母粒分散性均勻,操作方便,具有發(fā)展前途。
(4)高分子永久性抗靜電劑 由于高分子永久性抗靜電劑的耐久性好,所以一般用于對(duì)抗靜電效果要求嚴(yán)格的塑料制品,如家用電器外殼、汽車外殼、電子儀表零部件、精密機(jī)械零部件等。
(5)納米導(dǎo)電填料納米材料的特點(diǎn)就是粒子尺寸小,有效表面積大,這些特點(diǎn)使納米材料具有特殊的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。納米材料可改變材料原有的性能。例如,電阻材料Sio2制備成納米材料后成為導(dǎo)電材料。張景昌等人 研究 了PVC塑料中添加納米siO2制備復(fù)合材料的關(guān)鍵技術(shù)及PVC樹(shù)脂添加納米SiO 后提高塑料抗靜電性能的機(jī)理,結(jié)果表明,納米SiO,不僅提高了PVC材料的延展性,而且使PVC的表面電阻降低了7~8個(gè)數(shù)量級(jí),使其相對(duì)介電常數(shù)明顯增加,為進(jìn)一步制備用于靜電屏蔽的PVC基納米復(fù)合材料奠定了試驗(yàn)基礎(chǔ)。
(6)無(wú)錫巨旺塑化最近兩年研發(fā)并推出的高分子型永久導(dǎo)電和永久抗靜電母料(非碳黑型)被廣泛用于多種高端導(dǎo)電及抗靜電制品上,添加量2-4%即可達(dá)到表面電阻值10的7-8次方,添加量達(dá)5-9%即可達(dá)到表面電阻值10的3-4次方,導(dǎo)電或抗靜電值永久有效,并且邊角料可回收使用,不影響導(dǎo)電和抗靜電效果。為更高要求標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)電和抗靜電制品提供了更為理想的母料和原粉,從而提升了導(dǎo)電和抗靜電的更優(yōu)標(biāo)準(zhǔn),仕必威955 防靜電噴劑使用效果很好。
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