抗靜電劑
抗靜電劑英文名稱是Antistatic agent，簡稱ASA。抗靜電劑是添加到樹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)，則抗靜電劑對塑料有適宜的相容性，也即是說，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。這樣就會發(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。
②表面層的抗靜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
抗靜電劑種類有很多，其分類方法不一。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。
陽離子型抗靜電劑是塑料中應(yīng)用的主要種類抗靜電劑，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、其他助劑的種類和多少、相對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)間可以通過提高抗靜電劑的濃度而增加。但是，過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)，要考慮的問題與用于聚乙烯時(shí)相仿。無論用于哪種樹脂，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。涂布法具有見效快、用料省，對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)過水洗、摩擦后，抗靜電劑涂層會消失。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塵室內(nèi)晾干。
(2) 配液用乙醇、酯類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l(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離子型和兩性離子型?？轨o電劑是易吸濕性化臺物，含有一定量的水份。在成塑過程中，少量水份的存在就會造成制品質(zhì)量下降，故抗靜電劑在加到樹脂前應(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、樹脂的種類，加工條件、制品形態(tài)以及對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。
評價(jià)抗靜電劑效果的測試方法有兩個(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梯度與材料表面單位寬度上通過的電流之比，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)，并給電極通過直流電;測量通過試樣的電流，并計(jì)算電阻;然后把表面電阻率的測量結(jié)果用歐姆表示出來。
根據(jù)聯(lián)邦測試方法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變化由另一個(gè)電極測量?？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)測試方法是美國軍用標(biāo)準(zhǔn)，專用于電子產(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。通過開發(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處理的包裝容器的數(shù)量。
從技術(shù)上來看，很多的研究開發(fā)工作依然繼續(xù)圍繞著電子產(chǎn)品的包裝市場。乙氧基化月桂酰胺，通常被視為無胺抗靜電劑，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，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)過程中加工溫度高，要求抗靜電劑具有高度熱穩(wěn)定性。
