华东理工大学精品课程课件高分子材料助剂、抗静电剂.ppt

1、第十七章抗静电剂,静电产生的原因,两个不同的物体经摩擦、接触等机械作用，电荷就会通过接触界面移动，在一个物体上造成正电荷过剩，而在另一个物体上则是负电荷过剩，并在界面上形成双电荷层。当这两个物体分离后，就会在各个物体上分别产生静电，并在外部形成静电场,静电的危害,在医药上引尘、引菌 医疗手术时引起电颤事故 矿山、石油化工上引起火灾、爆炸 在电子工业中破坏集成电路 在纺织上引起纤维聚集,防止静电的方法,要解决材料带电问题有两种方式 ： 抑制静电荷的产生 促进电荷的泄漏,主要方法： 提高环境湿度 对材料进行结构改性 在材料加工过程中利用导电装置，或在制品中夹带导电性材料形成泄漏通道 使用氧化剂和采

2、用电晕放电处理制品表面 在高分子材料中添加导电性填料 使用抗静电剂 ，这是目前普遍采用的方法,抗静电作用原理,图17-1固体的电子结构和导电机理（能带模型）,W能量；比电阻；导电带；接收体；供电体；介频带,E电场强度；s距离,塑料带电表面的电荷纵向分布,常见 高分子聚合物带电性,电荷的传导及抗静电剂作用原理,纤维防静电示意图,抗静电剂分子在聚合物表面吸附示意图,抗静电剂,所谓抗静电剂是指涂敷于材料表面或掺和在材料内部，以防止或减轻静电积累的一类化学助剂,抗静电剂的分类,各类抗静电剂的主要特征,阳离子型：抗静电性能优良，但耐热性相对较差，而且对皮肤有害,阴离子型：耐热性和抗静电效果都比较好，但与

3、树脂的相容性较差，并对产品的透明性有一定影响,两性型：既能与阳离子型又能与阴离子型抗静电剂配合使用，抗静电效果类似于阳离子型，但耐热性能不如非离子型,非离子型：相容性和耐热性能良好，对制品的物理性能无不良影响，但用量相对较大,抗静电剂的使用技术,主要有外涂和内加两种方式： 外涂法是将抗静电剂通过刷涂、喷涂或浸涂等方法涂敷于制品表面 内加法是将抗静电剂在配料时加入到材料中去，使其均匀分散在整个聚合物内,高分子型永久抗静电剂,特征：不影响聚合物材料本身的耐热性和力学性能，适用面广，且在基体聚合物中具有较好的分散效果,常用永久性抗静电剂,聚氧化乙烯（PEO）的共聚物 聚乙二醇/甲基丙烯酸共聚物 聚乙

4、二醇体系聚酰胺或聚酯酰胺 环氧乙烷/环氧丙烷共聚物 含季胺盐基团的甲基丙烯酸酯类共聚物,新型高分子抗静电剂,日本旭化成工业公司ABS系与HIPS系永 久性抗静电聚合物 Goodrich公司研制的永久性抗静电母料STATRITE C2300 日本三洋化成工业公司开发的以聚醚为主的特殊嵌段共聚物,抗静电剂的应用,塑料领域纤维领域,抗静电剂的性能要求,抗静电性高且持久 耐热性好，能经受树脂的高温 不影响材料的物理机械性能 与材料相容性适宜 与其它助剂同时使用时不相抵抗 毒性小 成本低,影响塑料用抗静电剂效果的因素,与塑料的相容性 抗静电剂与塑料要有适度的相容性。抗静电剂的极性、分子结构和结晶状况是影

5、响相容性的主要因素。 抗静电剂的表面浓度,环境湿度,图17-5相对湿度对抗静电效果的影响,1-月桂基聚氧乙烯醚(n=8)；2-月桂酸聚氧乙烯醚(n=12)；3-失水山梨醇聚氧乙烯单月桂酸酯(n=12)； 4-月桂基聚氧乙烯胺(=15);5-月桂基三甲基氯化铵；6-月桂基甜菜碱 图17-11用结构不同的抗静电剂按织物重量的0.5吸附于各种 纤维上干燥后在相对湿度40下放置24h后的表面电阻,表面电阻R0与相对湿度RH的关系（聚烯烃）,抗静电剂在纤维中的应用,抗静电剂按织物重量的0.5吸附于丙烯腈纤维后，在相对湿度40%下放置24h后在该湿度下测得的表面电阻,1-月桂基聚氧乙烯醚(n=8)；2-月

6、桂酸聚氧乙烯醚(n=12)；3-失水山梨醇聚氧乙烯单月桂酸酯(n=12)； 4-月桂基聚氧乙烯胺(=15);5-月桂基三甲基氯化铵；6-月桂基甜菜碱,用结构不同的抗静电剂按织物重量的0.5吸附于各种 纤维上干燥后在相对湿度40下放置24h后的表面电阻,聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）,分子式： 分子量：1.51043.0104 特点：性能优异，耐热性好 用途：熔融纺丝制成纤维制品，或挤压拉伸成片基材料，或制作诸如轴承、齿轮等结构工程材料 工业制法：对苯二甲酸二甲酯和乙二醇经两步酯交换反应进行缩聚而得,PET薄膜材料抗静电研究,目前对PET材料抗静电剂的研究主要集中在聚乙二醇（PEG）的共混与共聚 PEG具有良好的吸湿性，但其附着性差、易喷出，因此影响了抗静电性能 用脂肪酸与聚乙二醇酯化后可以大大改善与树脂的相容性,脂肪酸磺酸盐作为抗静电