浅谈高分子材料抗静电技术

时间:2017-11-22 11:10:45 材料毕业论文 我要投稿

浅谈高分子材料抗静电技术

  高聚物本身对电荷泄放的性质决定了高聚物表面聚集的电荷量,以下是小编搜集整理的一篇探究高分子材料抗静电技术的论文范文,供大家阅读查看。

浅谈高分子材料抗静电技术

  摘 要:在自然以及我们日常的生活中广泛的纯在静电,像我们的呼吸时,空气里每厘米就含有上万个带电离子,像下雨时的雷电,在干燥季节里我们的身上穿的化纤衣物就会因为摩擦而产生静电,这些都是很常见的静电现象。当前,在生物工程应用中静电得到了广泛的应用。本文就是介绍了高分子材料抗静电的方法,并且阐述了高分子材料抗静电技术在我国的发展。

  关键词:高分子材料 抗静电 技术

  通常情况下,两种不同的物质表面接触的时候就会形成电荷的迁移。在理论上来说,静电是普遍存在的,我们通过高分子材料一般都具有电绝缘性,所以会在摩擦后易产生带电现象。这种静电轻则吸附灰,重则引起火灾等重大事故。所以,怎样消除积聚在高聚物表面的静电,以及防止高聚物表面产生静电作用,已成为当今高分子材料研究领域的一个热门课题。

  一、防静电技术的现状

  目前静电技术是有很多种的,像我们平时用的塑料以及刷墙时用的涂料都是加入了导电的粉末,还有像石墨以及炭黑和和其他每一种金属粉末以及易于离子化的很多种无机盐类等这些是都可以防静电。有机静电剂主要是包括季铁盐类等。一般常用的有机抗静电剂是表面活性剂,我们可以把它加到塑料内部之后在扩散到它的表面里,还可以用到塑料的表面上。表面活性分子中有亲水的部分还有亲油的部分。亲水的那部分就留在塑料的表面上,就在表面形成导电层,因此形成了防静电的表面层。

  二、高分子抗静电的方法概述

  高聚物本身对电荷泄放的性质决定了高聚物表面聚集的电荷量,它主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射,在这三者中以表面传导为主要途径。这是因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此,通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂,添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法,而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。

  三、添加导电填料

  这样的方法一般的是每种不同的'无机导电填料掺入高分子材料基体中去,目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。

  四、与结构型导电高分子材料共混

  导电高分子材料中的高分子是由许多小的重复出现的结构单元组成,当在材料两端加上一定的电压,材料中就有电流通过,即具有导体的性质,凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同,它属于分子导电物质。根本上讲,此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料,但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、易氧化和稳定性差,无法直接单独应用,一般作导电填料与其它高分子基体进行共混,制成抗静电复合型材料,这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性,效果更好更持久。

  五、添加抗静电剂法

  永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物,它们与基体树脂有较好的相容性,因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。

  六、我国高分子材料抗静电技术的发展状况

  我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、烷基苯氧基丙烷磺酸钠、烷基二苯醚磺酸钾,上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐,另外该厂生产的抗静电剂硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物、抗静电剂磷酸酯与乙醇胺的缩合物,北京化工研究院开发的三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物、阳离子与非离子表面活性剂复合物。从抗静电剂发展来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是在精密的电子电气领域,目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。

  七、结语

  我国的合成材料抗静电剂的行业发展的前景较好的,我们针对国内的研究以及生产都应该根据现在的需求来调整自己的产业。应该加大新品种开发的力度。近几年来国外在不断的开发高性能的抗静电材料。在我国科研院所应根据我国合成材料制品要求,开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种,并不断强化应用技术研究,以满足国内需求。导电机理无论是外涂型还是内加型,高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下几种:抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性,吸收空气中的水分子,形成海一岛型水性的导电膜。离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系数。总的来看降低制品的表面电阻,增加导电性和加快静电电荷的漏泄,减少摩擦电荷的产生。

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