抗靜電劑
抗靜電劑英文名稱(chēng)是Antistatic agent，簡(jiǎn)稱(chēng)ASA?？轨o電劑是添加到樹(shù)脂中或涂附在塑料制品表面以防止高分子材料的靜電危害的一類(lèi)化學(xué)添加劑。其作用是將體積電阻高的塑料表面層的電阻率降低到1010Ω以下，從而減輕塑料在加工和使用過(guò)程中的靜電積累。
抗靜電劑產(chǎn)品成份、特點(diǎn)
外觀：白色粉狀物。 溶解性 ：不溶于水。
揮發(fā)性：(%)≤3。 熔點(diǎn)：50℃
分解溫度：300
抗靜電劑是一種表面活性劑。表面活性劑的一個(gè)共同特征，就是在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有一個(gè)或幾個(gè)極性基團(tuán)，即親水基，以及一個(gè)或幾個(gè)非極性基團(tuán)，即疏水基或親油基。如果在分子內(nèi)親水基部分與親油基部分配合適當(dāng)，則抗靜電劑對(duì)塑料有適宜的相容性，也即是說(shuō)，有部分相容，又有部分不相容。這樣，在外部使用時(shí)，它們的親油基就容易吸附在塑料表面，結(jié)果在材料的表面上形成一層抗靜電劑的分子層。在內(nèi)部使用時(shí)二也即是把抗靜電劑加到塑料內(nèi)時(shí)，同樣在材料表面也形成一個(gè)抗靜電劑分子層，當(dāng)這個(gè)分子層受到破壞時(shí)，材料內(nèi)部的抗靜電劑又可以滲透到材料的表面來(lái)。這樣就會(huì)發(fā)生下列情況
?、儆捎谒芰媳砻嫘纬煽轨o電劑分子層，從而減少摩擦，降低靜電的產(chǎn)生。
?、诒砻鎸拥目轨o電劑分子親油基深人到塑料內(nèi)部，親水基則表露在外面。如果抗靜電劑為離子型時(shí)，它們就起到離子導(dǎo)電作用;如果抗靜電劑為非離子型時(shí)，則由于親水基的吸濕作用，也可以形成導(dǎo)電層，從而降低了表面電阻。
?、劭轨o電劑本身帶有電荷，如果這種電荷與因摩擦而產(chǎn)生的靜電電荷相反時(shí)，則可以產(chǎn)生電中和現(xiàn)象，從而使靜電消除。
抗靜電劑分類(lèi)
抗靜電劑種類(lèi)有很多，其分類(lèi)方法不一。按使用方法抗靜電劑可分為外用型和內(nèi)用劃;按化學(xué)結(jié)構(gòu)抗靜電劑可分為離子型、非離子型、兩性離子型和高分子型等。
陽(yáng)離子型抗靜電劑是塑料中應(yīng)用的主要種類(lèi)抗靜電劑，其中常用的有硬脂基三甲基氯化氨、N，N-雙-羥乙基-N一(3‘-于二烷氧基-2‘-羥基丙基)甲氨硫酸甲酯鹽、硬脂酰胺丙基-β-羥乙基一二甲基硝酸氨、硬脂羥胺丙基-β-羥乙基一二甲基磷酸三氫氨。這兒種抗靜電劑均適用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、abs塑料、聚酰氨、聚碳酸酯等主要品種塑料，用量一般僅為聚合物的1% ~10
抗靜電劑使用方法
抗靜電劑的最佳選用和添加量取決于聚合物的性質(zhì)、加工方式、加工條件、其他助劑的種類(lèi)和多少、相對(duì)濕度和聚合物的最終用途。為了獲得足夠的抗靜電作用所需的時(shí)間是不同的，抗靜電保護(hù)作用的生成速度和持續(xù)時(shí)間可以通過(guò)提高抗靜電劑的濃度而增加。但是，過(guò)量使用抗靜電劑可能導(dǎo)致最終制品的表面油滑，有損于印刷性能或粘合性能。未經(jīng)處理的無(wú)機(jī)填料和顏料，可將防靜電劑分子吸附到它們的表面上，從而降低抗靜電劑的作用。這種現(xiàn)象可以由增加抗靜電劑的用量而得以補(bǔ)償。用于聚乙烯時(shí)，選用何種乙氧基化烷基胺抗靜電劑需考慮它們的物理形態(tài)，即膏狀、液體、小顆?；蚬腆w。如果乙氧基化牛脂胺因其呈膏狀而不能處理，則可用液體的乙氧基化油胺。在高溫加工的條件下(180℃以上)，可以選用乙氧基化硬脂酞胺。如果需要速效抗靜電作用，則可選用乙氧基化月桂酷胺。用于聚丙烯時(shí)，要考慮的問(wèn)題與用于聚乙烯時(shí)相仿。無(wú)論用于哪種樹(shù)脂，都必須考慮聯(lián)邦食品與藥物管理局的有關(guān)各項(xiàng)用途的規(guī)定限度。用于苯乙烯系聚合物時(shí)，建議選用乙氧基化椰子胺或其某一種適當(dāng)?shù)哪噶稀?/p>
抗靜電劑使用操作
抗靜電劑的使用方法有涂布法和共混法兩種。涂布法具有見(jiàn)效快、用料省，對(duì)抗靜電劑的耐熱性要求低等優(yōu)點(diǎn)，但抗靜電效果不能持久，經(jīng)過(guò)水洗、摩擦后，抗靜電劑涂層會(huì)消失。而共混法具有耐洗滌、耐摩擦，抗靜電效果持久，使用方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
一、涂布法操作要點(diǎn)
涂布法操作分清洗配液、涂布和干燥四個(gè)工序。
(1) 清洗為了得到均一密實(shí)的抗靜電劑涂膜，涂刷抗靜電劑前，必須對(duì)塑料表面進(jìn)行清洗，徹底除去表面灰塵、油脂等?？捎?%左右的中性洗滌劑溶液清洗。清洗后需要放置在無(wú)塵室內(nèi)晾干。
(2) 配液用乙醇、酯類(lèi)或水將抗靜電劑配成0.2～2%濃度的溶液，溶液的濃度在保證抗靜電效果的前提下，盡可能稀一些，因?yàn)闈舛雀叩娜芤簳?huì)發(fā)粘，容易吸附灰塵。
(3) 涂布根據(jù)制品的形狀等選擇涂布方法，常用的涂布方法有直接法、浸漬法和噴涂法等幾種。直接法是用棉布、法蘭絨、毛刷和輥筒等工具將抗靜電劑液涂布在制品上。它簡(jiǎn)便有效，使用最廣。浸漬法是將制品浸入抗靜電劑液中，它適用于形狀復(fù)雜或數(shù)量很大的小型制品。噴涂法是用噴槍將抗靜電劑液噴涂在制品上，它有速度快，效率高，涂膜均勻等優(yōu)點(diǎn)。
(4) 干燥涂布后的制品應(yīng)充分干燥，使涂膜層硬化，在溫度30-40℃，濕度60-80%的條件下，大約需要干燥3個(gè)小時(shí)。干燥后還要在自然環(huán)境條件下放置5個(gè)小時(shí)。
二、共混法操作要點(diǎn)
共混法是將抗靜電劑與樹(shù)脂混合后再加工成型，制成具有抗靜電的制品。常用的抗靜電劑有陽(yáng)離子型和兩性離子型?？轨o電劑是易吸濕性化臺(tái)物，含有一定量的水份。在成塑過(guò)程中，少量水份的存在就會(huì)造成制品質(zhì)量下降，故抗靜電劑在加到樹(shù)脂前應(yīng)充分干燥?？稍?0-80℃的熱風(fēng)下，干燥4個(gè)小時(shí)?？轨o電劑的加入量應(yīng)根據(jù)抗靜電劑本身的性能、樹(shù)脂的種類(lèi)，加工條件、制品形態(tài)以及對(duì)抗靜電效果的要求程度而定，一般加入量為0.3～3%。薄的制品的加入量比厚制品要少。
抗靜電劑混配與加工
一般情況下抗靜電劑是在密煉機(jī)或擠出機(jī)中與顏料和其他助劑一起混配。從技術(shù)上講，純抗靜電劑，如乙氧基化烷基胺，還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是在液體注射成型過(guò)程中它可以熔融，從而起顏料母料分散劑的作用?？轨o電劑母料可以直接加入到最終加工設(shè)備中去。內(nèi)用抗靜電劑的作用與最終制品的生產(chǎn)加工條件有很大關(guān)系。例如，注射成型制品的抗靜電性能取決于模具的溫度。通常，模具的溫度較低時(shí)，抗靜電劑遷移較快，從而改善抗靜電性能。
評(píng)價(jià)抗靜電劑效果的測(cè)試方法有兩個(gè)：表面電阻(率)法和靜電衰變法;這兩種方法都在廣泛地使用。
根據(jù)ASTMD257—78的定義，材料的表面電阻率是電勢(shì)梯度與材料表面單位寬度上通過(guò)的電流之比，它原則上與試樣的幾何形狀有關(guān)。將兩個(gè)電極放置于塑料樣品表面的同一側(cè)，并給電極通過(guò)直流電;測(cè)量通過(guò)試樣的電流，并計(jì)算電阻;然后把表面電阻率的測(cè)量結(jié)果用歐姆表示出來(lái)。
根據(jù)聯(lián)邦測(cè)試方法4046的定義，靜電衰變是指感應(yīng)電荷的放電速度。將試樣(通常是薄板或薄膜)置于兩個(gè)電極之間，電極與樣品表面的距離為數(shù)毫米。一個(gè)電極接連于電源，另一個(gè)電極連接于電流表和記錄器，由一個(gè)電極在樣品表面上感應(yīng)的電荷所引起的電場(chǎng)變化由另一個(gè)電極測(cè)量?？轨o電樣品將表現(xiàn)出感應(yīng)電荷的衰變。衰變半衰期(以秒計(jì))便是電荷由其最初值衰減一半所需的時(shí)間。
另一個(gè)廣泛應(yīng)用于工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法是美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)，專(zhuān)用于電子產(chǎn)品的包裝。選擇哪種合適的方法要看需要進(jìn)行檢測(cè)的塑料的最終用途。
塑料本身的電阻率為1014歐姆，當(dāng)按表亞所示的添加量加入抗靜電劑時(shí)，電阻率可能會(huì)下降到1013至109歐姆。若欲進(jìn)一步降低電阻率只能依靠改進(jìn)導(dǎo)電性能，如使用導(dǎo)電炭黑。
抗靜電劑近期發(fā)展
抗靜電包裝技術(shù)正在發(fā)展，以強(qiáng)調(diào)對(duì)環(huán)境的關(guān)切。廣泛使用的乙氧基化烷基胺現(xiàn)在采用可多次利用的散裝容器包裝。供貨商傾向于生產(chǎn)濃縮度更高的抗靜電劑，到用戶(hù)手里以后可根據(jù)加工需要進(jìn)行稀釋。這樣做的目的是要減少固體廢物的處理成本。通過(guò)開(kāi)發(fā)高濃度抗靜電劑，生產(chǎn)廠商可以一次裝運(yùn)較多的抗靜電劑而減少需由用戶(hù)處理的包裝容器的數(shù)量。
從技術(shù)上來(lái)看，很多的研究開(kāi)發(fā)工作依然繼續(xù)圍繞著電子產(chǎn)品的包裝市場(chǎng)。乙氧基化月桂酰胺，通常被視為無(wú)胺抗靜電劑，常用于這一方面。乙氧基化月桂酷胺在吹塑LDPE和LLDPE薄膜方面的用量亦在增長(zhǎng)，因?yàn)樗诘蜐穸葪l件下的抗靜電效果也較好。這種產(chǎn)品的濃縮物和母料也可以買(mǎi)到。乙氧基化硬脂酞胺(含完全飽和的18一碳烷基鏈)已經(jīng)應(yīng)用于雙軸定向聚丙烯薄膜的生產(chǎn)，在這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中加工溫度高，要求抗靜電劑具有高度熱穩(wěn)定性。
