搞靜電劑的種類及應(yīng)用
目前實(shí)用的塑料抗靜電劑以表面活性劑和親水性高分子為主。
表面活性劑作為抗靜電劑使用時(shí),要在材料表面形成抗靜電劑分子層。其分子的親油性基團(tuán)植于樹脂內(nèi)部,親水性基團(tuán)則在空氣一側(cè)取向排列。前者使抗靜電劑和塑料保持一定的相容性,后者吸附空氣中的水分子在材料表面形成一層均勻發(fā)布的導(dǎo)電溶液,或自身離子化傳導(dǎo)表面電荷達(dá)到抗靜電效果。
塑料抗靜電用的表面活性劑主要有以下品種:
陽離子型:季銨鹽、胺鹽等;陰離子型:磷酸鹽、磺酸鹽等;
非離子型:多元醇、多元醇脂肪酸酯、聚氧化乙烯附加物等;
兩性型:季銨內(nèi)鹽、丙胺酸鹽等。
表面活性劑可以用水、醇等溶劑配成溶液直接噴涂、浸漬或涂刷材料表面,脫除溶劑后形成抗靜電涂層。這種方法使用時(shí)以陽離子型表面活性劑效果最好。
但目前最常用的使用方法是將表面活性劑混配到樹脂中,并均勻分布在聚合物內(nèi)。加工后,抗靜電劑分子會(huì)向外遷移,并形成抗靜電層。當(dāng)表面的抗靜電層缺失或損壞時(shí),內(nèi)部的抗靜電劑分子可以繼續(xù)向外遷移補(bǔ)充,所以具有持續(xù)的抗靜電效果。這種方法使用時(shí)非離子表面活性劑應(yīng)用最多。
表面活性劑型抗靜電劑在使用過程中存在很多缺點(diǎn),如抗靜電效果缺乏永久性、析出使表面變差、加工時(shí)受熱分解、對于溫度和濕度依賴性大等。而用各種親水性聚合物作為抗靜電劑可以解決以上問題。將聚氧化乙烯(ＰＥＯ)等作為導(dǎo)電單元的各種親水性聚合物加入到基體樹脂中形成合金可永久地保持抗靜電效果。這些含有導(dǎo)電單元的親水性化合物由于分子量較高而區(qū)別于低分子量的表面活性劑型抗靜電劑,稱為高分子型永久抗靜電劑。
與塑料合金化的高分子抗靜電劑效果取決于其在樹脂中的分散程度和分散狀態(tài)。理想的分布狀態(tài)是抗靜電劑細(xì)微分布于基體樹脂中,其形狀呈筋狀或網(wǎng)狀,形成泄漏電荷的通路。這種分布狀態(tài)的實(shí)現(xiàn),取決于高分子抗靜電劑和基體樹脂的相容性和加工條件。可選擇合適的相容劑來調(diào)整抗靜電劑分散的粒徑,通過控制剪切速率和加工溫度使母體成分和分散相有合適的粘度差。這樣控制的微區(qū)結(jié)構(gòu)中,抗靜電劑形成良好的“導(dǎo)電路徑”。
除了添加到樹脂中加工成具有抗靜電效果的聚合物合金外,高分子抗靜電劑也越來越多地涂覆使用。如將包含季胺離子導(dǎo)電單元的聚合物作為塑料薄制品(片材、薄膜等)的涂層,呈現(xiàn)良好的抗靜電性。
已商品化的高分子型永久抗靜電劑有聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚體,聚醚酯酰胺(ＰＥＥＡ)、聚醚酯乙酰胺(ＰＥＡＩ)、聚氧化乙烯、環(huán)氧丙烷共聚合物(ＰＥＯ-ＥＣＨ)、ＰＥＧＭＡ等。許多新的產(chǎn)品還在不斷出現(xiàn)
