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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。當其和高分子基體共混后,一方面由于其分子鏈的運動能力較強,分子間便于質(zhì)子移動,通過離子導電來傳導和釋放產(chǎn)生的靜電荷。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。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。
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。當抗靜電劑加入塑料中時,親油基能于塑料相容,當抗靜電分子從塑料中遷移到表面時,親水基團能從空氣中吸收水份,當空氣中的濕度達到一定值后,塑料的表面會形成一層肉眼分辨不出的薄薄水層,由于水層中含有一些雜質(zhì),能提供一條漏電的通路。將試樣(通常是薄板或薄膜)置于兩個電極之間,電極與樣品表面的距離為數(shù)毫米。一個電極接連于電源,另一個電極連接于電流表和記錄器,由一個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電極測量。抗靜電樣品將表現(xiàn)出感應(yīng)電荷的衰變。衰變半衰期(以秒計)便是電荷由其值衰減一半所需的時間。
抗靜電劑
然而,任何事物都有兩面性,對于靜電,只要摸透了它的脾氣,揚長避短,也能讓它為人類服務(wù)。通常,模具的溫度較低時,抗靜電劑遷移較快,從而改善抗靜電性能。比如, 靜電印花、靜電噴涂、靜電植絨、靜電除塵和港電分選技術(shù)等, 已在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到廣泛應(yīng)用。靜電也開始在淡化海水,噴灑農(nóng)1藥、人工降雨、低溫冷凍等許多方面大顯身手,甚至在宇宙飛船上也安裝有靜電加料器等靜電裝置。
抗靜電劑是利用表面活性劑的特性,吸收空氣中的水分,使得表面活性劑產(chǎn)生活化,形成極薄的導電層,產(chǎn)生靜電泄漏的助劑。這種“蕊殼”結(jié)構(gòu)中的親水性聚合物的層狀分散狀態(tài)能有效地降低共混物表面電阻,并且具有永jiu抗靜電性能。廣泛應(yīng)用的抗靜電劑是表面活性劑,其加入后,通過不同方法泄漏電荷或降低摩擦系數(shù),從而抑制靜電的產(chǎn)生,降低粉末涂料成膜物的表面電阻,加快靜電電荷的泄漏,在有效延緩粉末噴涂第二階段過程進行的同時也增強第一階段的靜電吸附,克服凹凸部分的靜電屏蔽作用,進而提高一次上粉率。