抗静电剂机理分类以及应用（建议收藏）

由于静电放电的影响，美国的年损失约为100亿美元，英国的年损失为35亿英镑，日本70%的不合格电子设备是由静电造成的。在我国，静电造成的损失也非常严重。

为什么材料需要抗静电:高科技现代工业的黑仔

高速大规模集成电路的几十伏或更低的静电损害——无意识的巨大损失

由于静电放电的影响，美国的年损失约为100亿美元，英国的年损失为35亿英镑，日本70%的不合格电子设备是由静电造成的。在我国，静电造成的损失也非常严重。

(一)静电损坏形式

1.静电集尘-短路和电气损坏

2、电磁干扰——引起电子设备故障或失灵

3、静电放电击穿——集成电路和精密元件的击穿，直接损坏

4、造成爆燃事故

5、对人体造成电击

(2)抗静电高分子材料的功能:

1、抗静电材料能有效释放产品表面积累的静电电荷

2、材料表面不会产生电荷积累和高电位差

(三)抗静电聚合物相对于金属的优势:

1、具有高分子材料加工简单的特点

2.产品设计的高度*度

3.良好的化学稳定性

4、可以媲美金属材料的抗静电性能

5.材料电阻率可调范围宽。

(4)抗静电材料的分类:

根据抗静电等级，可分为以下四类:

表面电阻小于103ω的高导电材料——快速静电放电

表面电阻在103ω到106ω之间的导电材料——静电可以快速传导出去

表面电阻在106-109ω之间的静电耗散材料-缓慢释放静电

表面电阻在109-1012ω之间的抗静电材料-加工过程中不会产生静电

(5)根据颜色分类:

1、不着色抗静电聚合物

这种主要是黑色的抗静电，也属于永久性的抗静电，也是大家最熟悉的，比如导电炭黑填充、导电石墨填充、碳纤维增强，这种人知道，不详细介绍，需要知道的可以跟着来。

2.可着色抗静电聚合物

这种优点是产品的颜色可以控制，颜色可以根据客户的要求任意搭配。另外，根据产品的定位和要求，可分为非永久性抗静电和永久性抗静电。详细介绍了这一部分。

可着色抗静电添加剂的机理；

1.抗静电基团的亲水基团增加了产品表面的吸湿性，形成单分子导电膜。

2.离子抗静电剂增加了产品表面的离子浓度，从而增加了导电性。

3.大介电常数抗静电剂能提高摩擦体间隙的介电性能。

4.增加产品表面的光滑度，降低摩擦系数。

非永久性抗静电剂:-有机小分子抗静电剂有以下类型

1、阳离子季铵盐

2、阴离子磷酸盐

3、非离子脂肪酸多元醇酯

4、两性甜菜碱

具体用法:

1.外涂层类型:使用该方法时，阳离子表面活性剂效果最好

2.内部添加型:最常用的方法可以使抗静电剂均匀分布在聚合物中。当使用这种方法时，非离子表面活性剂使用最多。

非永久性抗静电缺点:抗静电效果缺乏持久性，沉淀使表面更差，加工过程中热分解，对温度和湿度的依赖性大等。

永久性抗静电剂:大分子量亲水聚合物与基体树脂相容性好，效果稳定、持久、性能好。应用机制:

1.亲水聚合物与聚合物基体共混后，其分子链具有很强的移动性，分子易于移动质子。产生的静电荷通过离子传导传导和释放。

2、抗静电性能体现在其特殊的分散性上。

产品分类:

1.聚醚

2.季铵盐

3.共聚物磺酸盐

永久性抗静电剂的优点:聚合物永久性抗静电剂主要分布在产品表层的细小层或肋条中，形成导电表层，而在中心部分几乎呈球形分布，形成所谓的“核壳结构”，用作泄漏静电荷的通道。聚合物永久性抗静电剂通过降低材料的体积电阻来实现抗静电效果，并且不完全依赖于表面吸水性，因此它们较少受到环境湿度的影响。

关于分类:

1.阴离子抗静电剂。阴离子抗静电剂主要有烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基磷酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐等。大多数用作化学纤维整理剂和油剂的抗静电剂。在塑料工业中，除了一些烷基磷酸(或硫酸)酯用作聚氯乙烯和聚烯烃的内部混合抗静电剂之外，它们大部分用作外涂层抗静电剂。这种抗静电剂具有优异的耐热性和抗静电效果，但它们对透明产品有不利影响。

2.阳离子抗静电剂。阳离子抗静电剂主要包括季铵盐和烷基咪唑啉阳离子，其中季铵盐是最常见的。这种抗静电剂极性高，抗静电效果好，对高分子材料附着力强。它主要用作外涂层抗静电剂，有时也用作内混合抗静电剂。它主要用于极性树脂，如合成纤维，聚氯乙烯和苯乙烯聚合物。然而，热稳定性差，对热敏树脂的热稳定性有负面影响。它还具有不同程度的毒性或刺激性，不适合用于食品包装材料。

3.两性抗静电剂。两性抗静电剂主要包括甜菜碱、烷基咪唑啉盐和烷基氨基酸等。它们最大的特点是分子中同时含有阳离子和阴离子基团。在一定条件下，它们可以同时发挥阳离子和阴离子抗静电剂的功能。在应用中，它们与其他类型的抗静电剂有很好的相容性，对聚合物材料有很强的附着力，但热稳定性差。

4.非离子抗静电剂。非离子抗静电剂主要包括多羟基醇脂肪酸酯、烷醇胺、烷醇酰胺以及脂肪酸、脂肪醇和烷基酚的氧化烯的加合物，其中前三种使用最广泛。虽然这种类型的抗静电剂不能通过自身的传导将自身解离成离子并泄漏电荷，并且其抗静电效果不如离子型抗静电剂，但是它具有优异的热稳定性，通常不会对聚合物材料产生有害影响，并且大多数产品是无毒或低毒性的，并且具有良好的加工性能。

5.聚合物永久性抗静电剂。高分子永久性抗静电剂是指分子中含有聚环氧乙烷链和聚季铵盐结构等导电单元的高分子聚合物，包括聚环氧乙烷、聚醚酯酰胺、含季铵盐的(甲基)丙烯酸酯共聚物和含亲水基团的有机硅等。其特点是抗静电效果持久，不受擦拭和洗涤条件的影响，对空气相对湿度的依赖性小，不影响产品的机械性能和耐热性，但添加量大(一般为5% ~ 20%)，价格高。硅酮聚合物链具有弹性螺旋结构，并且处理过的甲基基团与空气对齐，这可以使织物柔软、润滑和防水，但是含有亲水基团的硅酮可以抵抗静电。

抗静电剂的使用方法和机理根据使用方法的不同可分为两种类型:外涂层型和内混合型。外涂层抗静电剂是指一种应用于高分子材料表面的抗静电剂。通常，在使用之前，将水或乙醇等混合成质量分数为0.5%-2.0%的溶液，然后通过涂覆、喷涂或浸渍等方法将该溶液粘附到聚合物材料的表面，并在室温或热空气下干燥以形成抗静电涂层。大多数抗静电剂是阳离子型的，有些是两性的和阴离子型的。内部混合抗静电剂是指在产品加工过程中添加到树脂中的一种抗静电剂。在加工和成型前，通常将树脂和抗静电剂按其质量的0.3% ~ 3.0%进行机械混合。这种抗静电剂主要是非离子型和聚合物型的，阴离子型和阳离子型也可以在一些品种中加入。各种抗静电剂不仅能赋予聚合物材料表面一定的润滑性，降低摩擦系数，抑制和减少静电荷的产生，而且具有不同的化学组成和使用方式以及不同的作用机理。

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