抗靜電劑的作用機(jī)理

根據(jù)電荷狀態(tài)，永久性抗靜電劑可分為陽離子型、陰離子型和非離子型 ,抗靜電能力依次減小。及其衍生物的共聚物研究早，也是目前商品化的主要品種，已廣泛應(yīng)用的有：聚(PEO) ，聚醚酯酰胺及聚醚酯酰(PEEA) 等。無論是外部涂敷法還是內(nèi)部混煉法，高分子材料用抗靜電劑的作用機(jī)理主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是抗靜電劑在材料表面形成導(dǎo)電性的連續(xù)膜，即能賦予制品表面具有一定吸濕性與離子性的薄膜，從而降低表面電阻率，使已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷迅速泄漏，以達(dá)到抗靜電的目的；二是賦予材料表面有一定的潤滑性，降低摩擦系數(shù)，從而抑制和減少靜電荷的產(chǎn)生。表面比電阻法(1)原理:織物靜電效應(yīng)不但取決于其產(chǎn)生的靜電量,更取決于靜電荷散逸能力,織物表面電阻是直接關(guān)系靜電衰減速度的物理量。 無論是使用外部抗靜電劑還是內(nèi)部抗靜電劑對(duì)材料進(jìn)行抗靜電處理，環(huán)境的相對(duì)濕度、溫度以及表面濃度等因素對(duì)抗靜電性能都有一定的影響。

油品抗靜電劑的種類

抗靜電添加劑包含有灰型和無灰型兩種類型。劉曉艷[2]等曾對(duì)高性能纖維的摩擦性能做過研究,徐磊[3]、鄧玉美[4]等對(duì)纖維的靜電性能做過研究,但對(duì)阻燃纖維經(jīng)抗靜電劑處理之后,纖維的摩擦和靜電性能的變化情況還未做過全的研究。有灰型的抗靜電劑存在毒性大，工藝條件惡劣，環(huán)境污染嚴(yán)重，油品易乳化以及容易導(dǎo)致水分離指數(shù)不合格等問題，所以在上世紀(jì)90年代末已停止生產(chǎn)和使用，中國從2003年開始陸續(xù)停止生產(chǎn)和使用這種類型的抗靜電劑。

無灰型添加劑以導(dǎo)電性高，水分離特性好、燃燒后不發(fā)生鉻污染及可多次補(bǔ)加等優(yōu)點(diǎn)。但是也存在一些問題：一是不同的油品感受性差異很大，有些油品即使添加大量的抗靜電劑，電導(dǎo)率仍達(dá)不到要求；二是電導(dǎo)率衰減迅速，某些油品出廠合格，但是通過船運(yùn)和鐵路槽車運(yùn)輸?shù)娇蛻羰种泻?，電?dǎo)率達(dá)不到要求。至于電荷大小,則取決于物體表面的化學(xué)特性、接觸面積和接觸壓力等因素。

以導(dǎo)電碳粉加入到聚合物中為例，只有大量的碳粉添加才能達(dá)到抗靜電效果，結(jié)果整個(gè)聚合物的機(jī)械性能產(chǎn)生了巨大的改變。以犧牲材料的機(jī)械性能為代價(jià)來提高抗靜電效果是不可取的，大量導(dǎo)電材料的加入也導(dǎo)致產(chǎn)品成本的劇增。

利用此抗靜電劑加入到聚合物里面并進(jìn)行拉絲測量其表面電阻為104，首先抗靜電處理后的母?？梢赃M(jìn)行拉絲加工，證明可加工性非常好，因?yàn)槔z用的的級(jí)別常常遠(yuǎn)高于注塑用，否則噴絲過程中常常容易引起堵塞。添加量在5%的時(shí)候，其表面電阻達(dá)到104，這樣效果是令人吃驚的。首先按照我國傳統(tǒng)的分類導(dǎo)靜電型、靜電耗散型、抗靜電型?？轨o電劑一般都具有表面活性劑的特征，結(jié)構(gòu)上極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)兼而有之。 分別是10的4-6次方、6-9次方、9-11次方，本產(chǎn)品完全是一種導(dǎo)靜電型材料。其次因?yàn)?%的添加量按照傳統(tǒng)理論導(dǎo)電材料很難在塑料基體中形成連續(xù)相，但抗靜電效果如此，這種現(xiàn)象是傳統(tǒng)的抗靜電原理是無法說明的，因此只能用隧道效應(yīng)理論加以解釋。

抗靜電劑按照作用的耐久性又分暫時(shí)性抗靜電劑和耐久性抗靜電劑;按照抗靜電劑的結(jié)構(gòu)特征又可分為:無機(jī)鹽類、表面活性劑、無機(jī)半導(dǎo)體、電解質(zhì)高分子和有機(jī)半導(dǎo)體高聚物等,下面重點(diǎn)介紹表面活性劑抗靜電劑。本方法在規(guī)定條件下,用感應(yīng)式靜電測試儀測定織物用調(diào)理劑處理前后的半衰期,用時(shí)間ｔ1/2(ｓ)評(píng)價(jià)產(chǎn)品的優(yōu)劣。這類抗靜電劑按分子中的親水基能否電離,以及離子化特征可分為陰離子型、陽離子型、型和非離子型。

陰離子型抗靜電劑

在這類抗靜電劑中,分子的活性部分是陰離子,其中包括磺酸鹽、硫酸鹽、磷酸衍生物、脂肪酸鹽、羧酸鹽及聚合型陰離子抗靜電劑等。其陽離子部分多為堿金屬或堿土金屬的離子、銨、有機(jī)胺、氨基醇等,廣泛用于化纖油劑、油品等的抗靜電劑。抗靜電劑種類很多，按化學(xué)結(jié)構(gòu)來區(qū)分，有陽離子型抗靜電劑、陰離子型抗靜電劑、非離子型抗靜電劑和高分子導(dǎo)電型抗靜電劑4種。在塑料工業(yè)中,除了某些、硫酸酯及其胺鹽用作外部抗靜電劑外,一般較少用作內(nèi)部抗靜電劑使用。