导电聚合物改性应用课件

1、 导电聚合物改性应用介绍刘志维北京化工大学 塑料聚合物电绝缘性在应用中可能产生静电积累，进而发生静电泄漏、电磁波和射频干扰 如：塑料梳子产生头发竖立现象合成纤维制成衣服产生放电吸尘器外壳吸附大量灰尘电视屏幕吸附灰尘电视和收音机干扰等有些场合静电泄漏甚至会产生严重火灾或爆炸事故 原理：采取一定措施降低体电阻或表面电阻，使聚合物本身具有导电性或使电荷在聚合物中很快泄漏 方法:通常是在聚合物中加入各种填料或在表面形成导电膜,通过复合而形成导电性表面处理 表面处理是指在塑料聚合物表面进行导电处理以达到较高的导电率，包括金属热喷涂法，镀层法和导电涂层法2、导电填料层积复合法导电填料层积复合法是将金属网、

2、板、丝、 毯等作为中间层，两侧再层压上塑料基材或利用双层平行挤出方法制成一层为导电树脂，另一层为普通树脂的双层制品3、填料分散复合法填料分散复合法是在塑料聚合物体内混入不同填料，通过分散复合而制成导电塑料聚合物的方法4、外用暂时性抗静电剂在塑料聚合物表面使用暂时性抗静电剂使塑料表面具备暂时性抗静电功能 1、普通型抗静电材料 添加抗静电剂到高分子材料当中，形成抗静电效果。这些抗静电剂大多是表面活性剂类。 种类结构主要成分用途阳离子型季胺盐、季磷盐、季碳盐（亲油基）单烷基，二烷基（阴离子）卤素，过氯酸，有机酸PVC、PS非离子型多元醇及多元醇酯聚氧化乙烯加成物（亲油基）单烷基、二烷基、（多元醇）丙

3、三醇、由梨糖醇、环氧乙烷、多元醇（亲油基）烷基胺、烷基酰胺、脂肪醇、烷基酚（亲水基）聚氧化乙烯和聚氧化丙烯ABS、PO、PVC两性离子型内铵盐丙胺酸盐（阳离子基）胺，烷基咪唑林（阳离子基）碳酸、磺酸PS、PO、PVC、PO阴离子型磷酸盐（亲油基）脂肪醇、聚氧化乙烯加成物（亲油基）烷基、烷基苯PS、PO、PVC 外部涂敷法的优点是工艺简单，抗静电剂用量少 ，但其耐久性较差，抗静电涂层在使用过程中往往因水洗或摩擦而容易脱落，因此是一种暂时性的抗静电处理技术。 内部混炼法则是将以非离子型表面活性剂为主的抗静电剂与高分子材料机械混合后再加工成型，抗静电剂分子由材料内部向表面迁移，并在材料表面形成均匀的

4、抗静电层。即使在加工或使用过程中因摩擦或水洗等原因而导致表面抗静电分子缺损，其内部抗静电分子还可不断补充到表面，从而使其具有稳定的抗静电性能，因此是一种半永久性的抗静电处理技术。 抗静电剂类采用季胺盐类抗静电剂（市售），将其以2%的比例与高密度聚乙烯混合挤出并压延成2mm片材。 待静止24小时后进行表面电阻率的测量，其电阻率108。 观察表面有油状物析出，不耐水洗。 2、永久性抗静电材料永久性抗静电材料是添加或涂覆永久抗静电剂的材料，永久抗静电剂为含COONa、SO3Na、OCH2CH3、PON（OH3）22、CONH2、SO3H、COOH 等官能团的乙烯基聚合物。1063、结构型导电高分子材

5、料聚乙炔、聚苯胺、聚对苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩、聚喹啉等共轭性聚合物均可通过掺杂后形成高电导率的高分子材料。这类高分子主要是使聚合物中的电子不定域（结构中有共轭双键、键电子作为载流子），可在聚合物分子中引入导电性基团（如取代的苯胺、具有键电子的芳基等）或掺杂其它材料（如碘等），通过电荷交换而形成导电性。可利用导电高分子作抗静电材料，但由于其分子刚性大、难熔、难溶、成型困难、易氧化和稳定性差等，因而无法直接单独应用，一般与其它基体高分子共混，制成复合型导电高分子。 4、无机填充抗静电材料无机填充抗静电材料种类繁多，主要有碳系、金属系、金属氧化物系等。不同的导电填料，可以和塑料等绝缘体混合后获得不同

6、的导电性能，其导电机理比较复杂，但大体可以归纳为如下两种：（1）导电粒子相互连接成链的“导电通道说”（2）电子在导电粒子间隙迁移的“隧道效应说”（场致发射是其特殊情况）。填料种类填料名称碳系炭黑碳纤维石墨槽法炭黑、炉法炭黑乙炔炭黑超导炭黑热裂解炭黑PAN系碳纤维沥青系碳纤维各种石墨金属系金属粉及金属碎屑金属氧化物金属片金属纤维铜、银、镍、镍合金、铝等氧化锌、二氧化硅、SiO2、TiO2系列，氧化铝、氧化锡铝、镍、不锈钢其它镀金属玻璃纤维及微珠镀金属云母镀金属碳 金属纤维导电性能优良，可显著降低填充率，工业上广泛使用 其最终电阻值取决于：纤维尺寸、外形如长径比、化学性质、纤维用量、混合方法等 导电钛白粉 在二氧化钛表面镀上一层氧化锡的导电镀层 需添加量大，使用需大于20%含量才能使表面电阻达到108 对制品的力学性能破坏性大 在塑料聚合物中添加导电性碳黑后可显著提高其导电性 但最终电阻值主要取决于：碳黑分布状况及表面含量、碳黑总添加量、聚合物本身性质、混合方法及加工条件等通常碳黑用量为