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大多數(shù)無機添加劑都是細小的微粒,具有較大的表面積,易吸附抗靜電劑,使其不能有效地發(fā)揮抗靜電作用。顏料微粒則容易富集在抗靜電劑周圍,影響其向外擴散。例如:相同抗靜電劑濃度的 ABS 中加入二氧化鈦后,抗靜電作用降低。盡管GMS向聚合物表面遷移的速度快,但它不能像乙氧基化烷1基胺或乙氧基化烷1基酸胺那樣發(fā)揮持久的抗靜電作用。不同無機填料的吸附性不同,對抗靜電效果發(fā)揮的影響也不一樣。
此外,高聚物組分中的彈性體也會使抗靜電劑的效能變差。例如在聚與橡膠的復合材料中,發(fā)現(xiàn)抗靜電劑富集在橡膠組分周圍,使其難于遷移到表面。
抗靜電劑與聚合物的相容性遵循極性相近相容原理。高分子材料都具有長碳鏈結(jié)構,多屬非極性樹脂,有的具有極性端基 , 增強了極性 。 抗靜電劑同時具有憎水基 ( 非極性 ) 和親水基 ( 極性 ) 。 一般憎水基碳鏈越長 , 與聚合物的相容性越好 。 親水基若極性很強 , 則與聚合物的相容性不好;若極性較弱,則親水吸附性較差。相容性太好,抗靜電劑不易遷出 , 達不到抗靜電效果 ; 相容性不好 , 遷出太快 , 持效期太短 , 影響長期使用 。聚醚型如PEG型,包括聚酰胺或聚酯酰胺的聚氧乙烯醚體系,甲yang基聚乙二chun1甲1基丙xi酸酯共聚物等。 因此在設計和使用抗靜電劑時需要考慮上述因素,通過實驗篩選抗靜電劑的品種使用量。
抗靜電劑與穩(wěn)定劑的搭配
軟質(zhì)聚中常用的內(nèi)部抗靜電劑有陽離子型的季銨鹽和非離子型的酯類。季銨鹽抗靜電效果良好,而酯類則必須在增塑劑用量為30份以上時,才能充分發(fā)揮抗靜電效果。
在增塑劑用量低于30份的半硬質(zhì)和硬質(zhì)品中,必須使用季銨鹽等陽離子型抗靜電劑,才能得到良好的抗靜電效果。多元醇酯類抗靜電劑兼具有潤滑劑的作用,在配方設計時應予以注意。
另外,由于抗靜電劑與聚樹脂及熱穩(wěn)定劑可能發(fā)生化學反應,從而影響樹脂的熱穩(wěn)定性和抗靜電效果,所以在使用抗靜電劑時,必須仔細考慮抗靜電劑與熱穩(wěn)定劑之間的相互搭配。
抗靜電劑的遷移速率
抗靜電劑從聚合物內(nèi)部向表面遷移的速率取決于很多因素。這些因素包括:
1、抗靜電劑與聚合物材料之間的相對親和性
助劑與高分子之間親和性越差,則遷移速率就越快。
2、聚合物的結(jié)晶度
聚合物的結(jié)晶度越高,抗靜電劑從中遷移的速率就越慢。
3、總的聚合物添加劑配比
某些助劑會吸收抗靜電劑。
4、抗靜電劑的濃度
高濃度 = 快遷移速率。
5、溫度
溫度高 = 提高遷移速率。
內(nèi)部抗靜電劑需要與所共混的聚合物有一種可控制的相容性??轨o電劑通過向聚合物表面的遷移降低表面的電阻同時也會從空氣中吸濕。如果一種抗靜電劑與聚合物相容性過好,則它就不會發(fā)生遷移。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。如果它與聚合物根本不相容,則它遷移地就太快,太頻繁,從而導致聚合物表面有太多油脂。