第六章-抗静电剂

第五章抗静电剂和柔软剂一、概述二、作用机理三、类型与合成及影响因素四、发展趋势第一节抗静电剂一、概述1抗静电剂是添加在树脂中或涂附在塑料制品、合成纤维表面的用以防止高分子材料静电危害的一类化学添加剂。2抗静电剂主要是一些表面活性剂，按使用方法不同分为外部抗静电剂和内部抗静电剂

外部抗静电剂在使用时通常配成0.5~2.0％浓度的溶液，然后用涂布、喷雾、浸渍等方法是它附在塑料、纤维表面。理想的外用型抗静电剂的基本要求：①可溶或可分散在溶剂中②与树脂表面结合牢固、耐磨、耐洗涤③有良好的抗静电效果④不会引起制品颜色的变化⑤手感好，无刺激，无毒⑥价廉内部抗静电剂是在树脂加工过程中（或在单体聚合过程中）添加到树脂组成中理想的内用抗静电剂的基本要求：①耐热性好②与树脂兼容性好，不发生渗透现象③不损害树脂的性能④混炼容易⑤能与其他助剂并用⑥用于薄膜、薄板时不发生粘着现象⑦不刺激皮肤、无毒⑧价廉目前在塑料和纤维工业中使用的抗静电剂主要有五种基本类型：胺的衍生物，季铵盐，磷酸酯，硫酸酯及聚乙二醇的衍生物。此外，导电性良好的炭黑、金属粉末、金属盐、金属氧化物等也可作为塑料和纺织品的抗静电剂二、作用机理1一般分子中含有极性基团较多的聚合物易带电，而非极性聚合物则带负电荷。静电荷的积累是造成静电灾害的根远源2静电的逸散包括：电荷的表面传导和电荷的体积传导

3抗静电剂的作用原理⑴外用抗静电剂的作用原理是：当用抗静电剂溶液浸渍高聚物材料时，抗静电剂（一般为表面活性剂）的亲油部分牢固的附着在材料表面，而亲水部分则从空气中吸收水分，从而在材料表面形成薄薄的保护层，起到消除静电的作用。⑵内用抗静电剂是在树脂加工中与之混合后再进行成型加工，或直接添加于液体材料中而起作用的。用于液化材料中的抗静电剂则是通过增加燃料的导电率而起到抗静电作用的三、各种材料的抗静电方法及其影响因素1塑料⑴塑料带静电引起的主要障碍是在其表面吸附尘埃等，塑料用抗静电剂多为内用型或称混炼型⑵影响塑料用抗静电剂效果的因素：①塑料的相溶性②抗静电剂的表面浓度③与其他添加剂之间的关系和表面处理④环境湿度2纤维⑴纤维的抗静电方法①对纤维进行改性在其生产过程中引入某种导电组分，或选用某些亲水性单体进行接枝聚合的方法提高其吸湿性，以消除所产生的静电②利用抗静电剂的方法在纤维的纺织和应用过程中普遍采用常为外用抗静电剂

⑵影响因素①抗静电剂的浓度②纤维的类型③抗静电剂的结构3涂料涂料中混入抗静电剂能够提高涂料的抗静电效果。其类型及影响因素与塑料基本相同4液体燃料适用于液体燃料中的抗静电剂为有机金属盐四、抗静电剂的类型1阳离子行抗静电剂⑴季铵盐常用于合成纤维作纺丝油剂，并作聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇薄膜及塑料制品等的抗静电剂⑵脂肪胺、胺盐及其衍生物用于合成纤维油剂的静电清除剂，录音材料的抗静电剂⑶咪酢啉盐适用于作塑料喝唱片加工用的内部抗静电剂2阴离子型抗静电剂⑴硫酸酯及其盐通常用于合成纤维油剂的静电消除剂⑵磷酸酯及磷酸酯盐用于合成纤维和塑料，静电消除效果好。主要品种有单烷基磷酸酯盐和二烷基磷酸酯盐⑶烷基水杨酸盐用作烃类化合物，特别适用于液体燃料的抗静电⑷丁二酸二（2-乙基已基）酯磺酸钠该产品通常与烷基水杨酸铬复配用于液体燃料中，使油品导电率明显增大。3非离子型抗静电剂⑴环氧乙烷加成物此类物质热稳定性好，适用于塑料和纤维⑵多元醇酯适用于纺织油剂喝塑料加工⑶烷基氨基酸类做抗静电剂使用的烷基氨基酸类主要有三种类型：即烷基氨基乙酸型，烷基氨基丙酸型和烷基氨基二羧酸型烷基氨基丙酸的金属盐或二乙醇胺盐可作为塑料的外部或内部抗静电剂在照相薄膜生产中广泛使用。作为外部抗静电剂使用时，为了增加其水溶性，多使用碱性介质烷基氨基二羧酸的金属盐或二乙醇胺盐主要作为塑料的内部抗静电剂使用4两性型抗静电剂两性离子抗静电剂的最大特点在于它们既能与阴离子型抗静电剂配伍使用，也能与阳离子型抗静电剂配伍使用⑴季铵内盐该品抗高温、抗静电，是合成纤维内部抗静电剂的主要品种之一⑵两性烷基咪唑啉此品与多种树酯相容性好，是聚丙烯，聚乙烯等优良的内部抗静电剂5高分子型抗静电剂⑴聚酰胺此品种多用于印刷油墨中⑵乙烯基化合物的共聚物该聚合物通常和烷基水杨酸铬及丁二酸二（2-乙基已基）酯磺酸钙复配使用，具有显著的抗静电效果，可用于航空燃料中⑶聚砜能提高录音带抗静电性能，使其具有音色好，热稳定性和机械强度高等优点

五、抗静电剂的发展趋势近年来，国内外都注重开发新的抗静电剂品种或采用复配技术，以提高抗静电性能和加工性能，使其耐高温、使用持久、低毒或无毒。不起霜的抗静电剂品种及其新型多功能浓缩母粒发展很快主要新品种有：1含抗静电剂的浓缩母粒使用时将其与基础树脂混合，然后加工成产品2开发抗静电缉新品种近年来开发了两性型、阳离子型、非离子型、烷氧基有机金属化合物及新剂型等抗静电剂品种，使用上更方便有效3开发复配型抗静电剂近年发展很快的织物柔软剂主要是有机硅化合物和不泛黄的阳离子和非离子型柔软剂第二节柔软剂一、概述纺织工业中，柔软剂用于树脂整理剂中，克服树脂整理织物手感粗硬的缺点；用于高速缝纫工艺中，可降低针和线受到损伤而影响强度柔软剂根据表面活性剂的特征分为三类：表面活性剂、非表面活性剂，表面活性剂和非表面活性剂物质的混配物柔软剂按织物整理加工要求可分为：纤维素用柔软剂，合成纤维用柔软剂和树脂加工用柔软二、作用原理柔软剂整理的基本性质是赋予织物以平滑、柔软性，即调节纤维间的动摩擦系数和静摩擦系数。为满足应用性能要求，柔软剂分子对纤维应具有吸附性和反应性，而本身应具有拨水性和成膜性三、柔软剂的主要类型1表面活性剂类柔软剂⑴阴离子型柔软剂主要品种有磺化蓖麻油、蓖麻酸丁酯硫酸化物、脂肪醇部分硫化物、硫化琥珀酸酯及脂肪醇磷酸酯等。其品种使用于纺织油剂重的柔软组分⑵非离子型柔软剂此类物质以季戊四醇和失水山梨糖醇两类最重要其柔软效果在松软和发涩之间，对纤维素纤维和合成纤维的摩擦系数降低很多，有良好平滑作用。聚醚类柔软剂具有良好的耐高温性能，特别适用于作高速缝纫的平滑剂，但价格较贵。⑶阳离子型柔软剂主要有叔胺盐类、季铵盐类、烷基咪唑啉即尿素衍生物等

该类柔软剂和各种天然纤维、合成纤维结合能力强，能耐温和经受洗涤，耐久行强。但有泛黄现象，对荧光增白剂有抑制作用，将低日晒和摩擦牢度，不能和阴离子表面活性剂合用，并对人体皮肤有一定的刺激性，因而使用受到限制。⑷两性柔软剂通常和阳离子型柔软剂合用，主要有烷基甜菜碱型、咪唑啉型和氨基羧酸型2反应性柔软剂反应性柔软剂，也称活性柔软剂，是在分子中含有能与纤维素纤维的羟基（-OH）直接发生反应，形成酯键和醚键共价结合的柔软剂⑴酸酐类衍生物此类物质用于羊毛和绵纶等，也可用于纸张上浆，可使纸张的耐湿温度增加几倍至几十倍⑵乙烯亚胺类最重要的产品是十八异氰酸酯和乙烯亚胺的衍生物。广泛用于棉、麻、锦纶、羊毛、丝绸及合成纤维等⑶吡啶季铵盐类衍生物此类柔软剂中重要的国外商品是VelanPE（ICI）和ZelanPA；国内称为防水剂PE和防水剂PA，它们具有耐久性的柔软和防水效果。3非表面活性柔软剂⑴天然油脂、石蜡类柔软剂此类物质以石蜡液最为重要，可以用作纺织油机剂和柔软整理剂，针织内衣织物的后处理及绒布起毛助剂

⑵脂肪酸的铵盐皂具有代表性的物质是三乙醇胺油酸皂，用于毛纺工业的缩绒工艺，能使毛织物手感柔软，光泽好⑶高分子聚合物乳液主要有聚乙烯树脂乳液急有机硅树脂，应用于织物的整理四、柔软剂的发展趋势近年发展很快的柔软剂主要是有机硅化合物和不泛黄的阳离子和非离子型柔软剂1阳离子型二烷基二甲基季铵盐