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塑料用抗静电剂特性
文件名称: 塑料用抗静电剂特性
文件大小: 190
文件类型:
上传时间: 2012-08-20 21:07:31
更新时间: 2012-08-20 21:07:31
下载次数: 246
文件简介
塑料具有良好的电绝缘性,其集高表面电阻(典型的在 20°C 及 50% 的相对湿度下大约是1015 欧姆)和低介电常数 (典型的在 106Hz 下是 2.5 ± 0.3)于一身,所以它们容易摩擦产生静电
详细介绍
塑料具有良好的电绝缘性,其集高表面电阻(典型的在 20°C 及 50% 的相对湿度下大约是1015 欧姆)和低介电常数 (典型的在 106Hz 下是 2.5 ± 0.3)于一身,所以它们容易摩擦产生静电(静电电荷是两种材料通过摩擦接触产生的,一种材料失去电子而带上正电荷;另一种材料得到电子,而带上负电荷);这些特点,再加上在运输和加工过程中要进行粗处理,导致塑料具有很高的静电带电量,在空气中可高达 15000V/cm。
所带电荷得多少取决于:
- 摩擦的程度
- 摩擦性质
- 空气的相对湿度(塑料周围的媒介)
- 塑料的电学性能, 例如:
介电常数: 表面电荷密度与场电压的比例常数。介电常数小的材料表面很容易带上电荷
电阻系数: 电荷是发生在材料间接触点上的一种局部效应,或者发生在连续加工机械的特定位置上。如果电荷能够被及时地导走,那么产生的电压将会减少。 电荷的导出可以穿过材料进行,其中将受到体积电阻(或者相对电阻)的控制;电荷的导出还可以是一种由表面电阻控制的表面效应。在每种情况下,低电阻都有助于电荷的导出和电压的降低。而电荷的表面导出同时也会受到周围媒介的影响, 潮湿的空气必干燥的空气更有利于电荷的导出。
塑料制品表面如果带有高电荷则会引起下面的问题:
使塑料表面易于吸尘
在运输,储存以及包装时会有处理问题
灰尘污染, 不仅影响制品外观也会影响产品的性能
工作在机器旁边的工人会有电击的危险
甚至引发火灾事故

抗静电剂可用来降低制品表面电阻,从而分散了塑料表面很高的电荷密度。
使用抗静电剂将会降低甚至消除由高表面电阻引起的上述问题。
有两种类型的抗静电剂:
-内用抗静电剂要在挤出过程中加入到聚合物中。
-外用抗静电剂则是在挤出工艺后通过喷雾或者涂抹的方式用在塑料表面上的,也就是通常所说的导电涂料(抗静电涂料)。
内用抗静电剂比外用抗静电剂更加可取,因为外用抗静电剂使用寿命短。外用助剂容易被从聚合物表面擦掉,同时也向聚合物会迁移。尽管使用方便,且所用剂量也不大,但是外用抗静电剂不适用于高质量的制品,因为它们形成的不均匀涂层会引起印刷问题和密封问题。内用抗静电剂除了可以减少表面静电荷的积聚和降低由塑料制品表面静电荷引发火灾或爆炸的危险以外,还具有以下的好处:- 提高加工效率;- 减少运输和包装中的问题;
- 降低吸尘量。
作为内部抗静电剂要求:
- 具有足够的极性来发挥它的抗静电功能;
- 和聚合物处于平衡的结合中;
- 在整个加工条件范围内保持与聚合物基体良好的相容性;
- 与聚合物中的其他助剂相容;
- 具有热稳定性;
- 对材料性能没有任何的副作用;
内用抗静电剂是以下面的两种方式起作用的:
- 构建出一条传导路径,使带电粒子能够发生接触;
- 在后挤出加工中充当润滑剂或者脱模剂。
内用抗静电剂是在挤出过程中混入聚合物基体当中的。挤出时,助剂迁移到聚合物的表面 -由于它和聚合物具有特定的不相容性- 在聚合物的表面助剂形成了一个均匀层。亲水端伸向聚合物外面,亲脂端则排列在聚合物内部。
突出来的亲水端从周围空气中吸湿从而建立起一条导电路径,因此降低了表面电阻。
抗静电剂具有吸湿性,而且太高浓度的抗静电剂将会影响到材料的印刷性能和密封性能。

抗静电剂从聚合物内部向表面迁移的速率取决于很多因素。这些因素包括:
- 抗静电剂与聚合物材料之间的相对亲和性
- 助剂与高分子之间亲和性越差,则迁移速率就越快
- 聚合物的结晶度 :聚合物的结晶度越高,抗静电剂从中迁移的速率就越慢。
- 总的聚合物添加剂配方:某些助剂会吸收抗静电剂
- 抗静电剂的浓度:高浓度 = 快迁移速率。
- 温度:温度高 = 提高迁移速率。
内部抗静电剂需要与所共混的聚合物有一种可控制的相容性。抗静电剂通过向聚合物表面的迁移降低表面的电阻同时也会从空气中吸湿。如果一种抗静电剂与聚合物相容性过好,则它就不会发生迁移。如果它与聚合物根本不相容,则它迁移地就太快,太频繁,从而导致聚合物表面有太多油脂。
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