高分子制品：高分子制品抗靜電性能及其評價方法

高分子制品抗靜電性能及其評價方法

高分子制品因其優(yōu)越的綜合性能而被廣泛使用，但高分子制品體積電阻率大，在生產(chǎn)、運輸和使用過程當中容易產(chǎn)生靜電。這種靜電會輕微吸附灰塵，但也會造成火災(zāi)等重大事故。因此，如何消除高分子制品表層積累的靜電，用哪些指標來評價高分子制品的抗靜電性能，成為了高分子制品研究和材料挑選的重點之一。

添加抗靜電劑是高分子制品的主要防靜電方法，其目的是使高分子制品的表層產(chǎn)生導(dǎo)電層，使其表層電阻率下降，產(chǎn)生的靜電荷能迅速泄漏，從而起到防靜電的作用。抗靜電劑一般分為兩種。一種是沉淀表層活性劑，包括陽離子、陰離子和非離子表層活性劑。這些表層活性劑通過沉淀在塑料表層與空氣中的水分子結(jié)合，在塑料表層形成導(dǎo)電通路，從而釋放表層電荷。這類抗靜電劑具有一定的時效性，受環(huán)境濕度影響較大。而且不同類型的抗靜電劑適用范圍不同，比如陽離子表層活性劑抗靜電性能優(yōu)異，但耐熱性差，對皮膚有害；陰離子表層活性劑耐熱性好，但與樹脂相容性差，影響產(chǎn)品透明度。非離子表層活性劑具有良好的相容性和耐熱性，但其用量大可能會影響材料的物理性能。另一種是長久性抗靜電劑，一般包括碳纖維、石墨、金屬粉末、金屬氧化物和聚合物抗靜電劑。這種靜電劑通過在塑料中達到一定量形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來消除靜電。長久性抗靜電劑雖然受環(huán)境影響小，但需要大量添加，往往會影響塑料的其他性能。

添加抗靜電劑的方式主要有兩種，一種是外施抗靜電劑，通常采用浸涂、刷涂、噴涂等方式，使抗靜電劑附著在高分子制品的表層。這種方法雖然效率高，適用范圍廣，但在摩擦和清洗過程當中容易脫落，抗靜電時間短。另一種是內(nèi)部添加抗靜電劑，即在樹脂加工過程當中直接向樹脂組合物中添加抗靜電劑。在其由內(nèi)向外遷移的過程當中，會在該產(chǎn)品表層形成相對均勻的抗靜電層，因此該方法的耐久性較為理想。

帶抗靜電劑的高分子制品的抗靜電性能是否符合要求，需要通過抗靜電性能來評價。目前評價抗靜電性能的參數(shù)主要有表層電阻(率)、體積電阻(率)、靜電半衰期、吸濕性(接觸角)、飽和靜電電壓等。其中，表層電阻(率)和靜電半衰期是常用的評價方法。表層電阻率是平行于電流通過材料表層方向的電位梯度與表層單位寬度電流的比值，是表示物體表層形成的電荷運動或電流流動難易程度的物理量。高分子制品的抗靜電性能與抗靜電機理相對應(yīng)，是一種簡單、定性的方法。靜電半衰期是一種更詳細的定量評估方法。一般方法是對高分子制品施加高電壓(1000-12000V)充電，然后用示波器觀察電壓損耗，以半衰期作為抗靜電效果的標尺。

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