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嘉峪检测网 2019-09-11 17:18
高分子材料由于其优越的综合性能而被广泛应用,但是高分子材料体积电阻率较大,生产、运输和使用过程中容易产生静电,这种静电轻则吸附灰尘,重则引起火灾等重大事故。因此,如何消除集聚在高分子材料表面的静电,通过哪些指标来评价高分子材料的抗静电性能,已成为高分子材料研究及选材的关注重点之一。
添加抗静电剂是高分子材料防静电的主要方法,其目的是使高分子材料表面产生导电层,以使其表面电阻率缩减,产生的静电荷可以较快的漏泄,从而起到防静电的作用。抗静电剂一般分为两种,一种是析出型表面活性剂,包括阳离子型、阴离子型、非离子型表面活性剂,这些表面活性剂通过析出到塑料的表面与空气中的水分子结合,在塑料的表面形成导电通路,从而释放表面电荷。这类型抗静电剂具有一定的时效性,且受环境湿度影响很大。且不同类型的抗静电剂适应范围是有区别的,如阳离子性表面活性剂抗静电性能优良,但耐热性较差且对皮肤有害;阴离子型表面活性剂耐热性较好,但与树脂相容性较差,对制品的透明性有影响;非离子型表面活性剂相容性和耐热性良好,但用量大,可能会影响材料物性。另一种为永久性抗静电剂,常见的有碳纤维、石墨、金属粉末、金属氧化物以及高分子型抗静电剂。这种静电剂是通过在塑料内部达到一定的量从而形成三维导电网络的结构,来消除静电。永久性抗静电剂尽管受环境影响很小,但需要添加的量较大,往往影响到塑料的其他性能。
抗静电剂添加方式主要有两种,一种是外涂抗静电剂,这种通常采用浸涂、刷涂、喷涂等方式,使抗静电剂附着在高分子材料表面。此种方式虽然效率较高,可用范围较广,但在产品摩擦、清洁的过程中容易脱落,抗静电的时长较短。另一种是内加抗静电剂,这种是在树脂加工过程中直接将抗静电剂添加到树脂组成中,在其由内向外迁移的过程中,会在此产品的表面形成相对均匀的抗静电层,所以此种方式的耐久性较理想。
添加抗静电剂的高分子材料的抗静电性能是否符合要求,需要通过抗静电性能来进行评估,目前评估抗静电性能的参数主要有表面电阻(率),体积电阻(率)、静电半衰期、吸湿性(接触角) 、饱和静电电压等,其中表面电阻(率)及静电半衰期是较常见的评估方法。表面电阻率是平行于通过材料表面上电流方向的电位梯度与表面单位宽度上的电流之比,是表示物体表面形成的使电荷移动或电流流动难易程度的物理量,其评估高分子材料的抗静电性能与防静电作用的机理是相对应的,这是一种简易的定性的方法。而静电半衰期是更详细的定量评价方法,其方法一般是将高压(1000-12000V)电压加到高分子材料制品使之带电后,用示波器观察其电压的衰减,以半衰期作为抗静电效果的尺度。下表是依据静电半衰期和表面电阻率来划分的高分子材料抗静电性能的等级,供参考。
来源:摩西的可靠不可靠