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技术文章

抗静电剂作用机理

 

    物质在摩擦过程中电荷不断产生,同时也不断泄漏、中和。电荷泄漏主要通过摩擦物自身的体积传导、表面传导以及向空气中辐射三个途径进行。一般固体的体积电阻较表面电阻要高2-3个数量级(高100-1000倍),带电防止作用主要受高分子材料的表面电阻率支配,即电荷泄漏中表面传导是主要的,因此人们通常通过采用降低其表面电阻、提高表面电传导的方法实现防止静电的目的。

    外部抗静电剂的作用机理外部抗静电剂一般以水、醇或其他有机溶剂作为溶剂(或分散剂),配成浓度为0.5%-2.0%的溶液,再将抗静电剂涂于塑料的表面,抗静电剂分子的亲油基就会吸附在塑料制品的表面上,在塑料表面有了抗静电剂的亲水基存在,就很容易吸附环境中的水分,水分在塑料表面形成一个单分子的导电层(如抗静电剂为离子型化合物,还能起到离子导电的作用),从而降低表面电阻,加速电荷的泄漏;另一方面,由于在塑料的表面有了抗静电剂的分子层和吸附的水分,因此在摩擦时其摩擦间隙中的介电常数较空气的介电常数明显地高,从而削弱了间隙中的电场强度,减少了电荷的产生。

    内部抗静电剂的作用机理内部抗静电剂是在树脂加工过程中添加到树脂组成物中的表面活性剂,它与树脂之间具有适度的相容性,与树脂有较好的混容性,但又不完全相容,成型过程中以及成型之后,抗静电剂会逐渐从塑料制品的内部向其表面迁移。当抗静电剂的添加量足够高时(添加量一般为每100份树脂,加人0.1-3份的内部抗静电剂),内部抗静电剂就会在树脂-空气的界面形成最稠密的排列,抗静电剂的极性基(亲水基)都向着空气一侧排列而形成一个单分子导电层,从而显现出抗静电性。理论上讲,只要在塑料薄膜的表面形成一个单分子导电层,即能产生良好的抗静电效果,但实际试验表面,抗静电所需要的迁移积聚于塑料表面的抗静电剂的量,要远髙于单分子层,塑料表面覆盖的抗静电分子平均在十层以上时,才能表现出比较理想的抗静电效果。在加人的抗静电剂的量达到一个临界浓度以前,随着抗静电剂加人量的增加,塑料的抗静电性会明显提高,对于一般高分子化合物而言,临界浓度大约是0.5*10(-2)mg/cm2。由于内部抗静电剂在树脂中的分布是不均勻的,表面浓度高,内部浓度低,抗静电作用仍然像外部抗静电剂一样,依靠它们在树脂表面的内部抗静电剂的分子导电层,如果因拉伸、摩擦、洗涤等原因导致树脂表面抗静电剂分子层缺损,薄膜抗静电性也会降低,但树脂内部的抗静电剂分子会不断向表面迁移,使表面缺损的抗静电剂分子层从内部得到补充而使抗静电性逐步得到恢复。因此,一般来讲,内部抗静电剂的持久性较外部抗静电剂要好得多。

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点击次数:  更新时间:2014-09-25  【打印此页】  【关闭