高聚物包装材料静电起电原理的研究
高密度聚乙烯静电大的原因
高密度聚乙烯静电大的原因高密度聚乙烯(HDPE)作为一种广泛应用的塑料材料,在工业和日常生活中占有重要地位。
然而,它在使用过程中常常伴随着静电问题的出现,这在一定程度上限制了其应用范围。
为了深入理解并解决这一问题,本文将从高密度聚乙烯的材料特性、静电产生的机理以及影响静电产生的因素等多个方面进行深入探讨。
一、高密度聚乙烯材料特性高密度聚乙烯是一种由乙烯单体聚合而成的高分子化合物,具有优良的机械性能、化学稳定性和加工性能。
它的分子链结构紧密,结晶度高,因此具有较高的密度和硬度。
这些特性使得高密度聚乙烯在包装、管道、电线电缆等领域得到广泛应用。
然而,正是由于其高分子链的紧密排列和结晶度高,使得高密度聚乙烯在摩擦过程中容易产生静电。
二、静电产生的机理静电的产生是由于物体表面电荷的不平衡分布所致。
当两个不同物体相互接触或摩擦时,它们之间会发生电荷转移,使得一个物体带正电,另一个物体带负电。
这种现象在高密度聚乙烯中尤为明显,因为其在摩擦过程中容易失去或获得电子,从而导致表面电荷的积累。
三、影响高密度聚乙烯静电产生的因素1. 材料的导电性:高密度聚乙烯属于非导电材料,其表面电阻率较高,导致电荷不易平衡,容易产生静电。
为了提高其抗静电性能,可以通过添加导电填料或抗静电剂来降低其表面电阻率。
2. 环境湿度:环境湿度对高密度聚乙烯的静电产生具有显著影响。
在干燥环境中,高密度聚乙烯的表面电荷不易平衡,容易产生静电。
而在潮湿环境中,空气中的水分子可以吸收部分电荷,从而减轻静电问题。
因此,保持适当的环境湿度有助于降低高密度聚乙烯的静电问题。
3. 摩擦速度和压力:高密度聚乙烯在与其他物体摩擦时,摩擦速度和压力会影响电荷的产生和转移。
一般来说,摩擦速度越快、压力越大,产生的静电问题就越严重。
因此,在实际应用中,应尽量降低摩擦速度和压力,以减轻静电问题。
4. 材料表面粗糙度:表面粗糙度会影响高密度聚乙烯与其他物体的接触面积和摩擦系数,从而影响静电的产生。
第八章 高聚物的电学性质1分析
间位置的程度,决定了键是极性还是非极 性以及键极性的强弱。
正负电荷分布各有一个中心,正负电荷中ห้องสมุดไป่ตู้
心正好重合的分子为非极性分子,不重合 的便成为极性分子。
键极性强弱和分子极性强弱
化学上的μ方向与物理上的相反(电子
负)
分子极化分类
极性分子取向极化作用示意图
P Nα El
三、介电常数与分子极化强度的 关系
四、高聚物的介电常数和结构的 关系
极性基团的影响
思考题
分子结构对介电常数的影响
酚醛塑料极性很大,但介电常数不大,为
什么?
五、高聚物的介电损耗
介电损耗原因
(1)电介质中含有能导电的载流子,它在
外加电场的作用下产生电导电流,消耗掉 一部分电能转化为热能,称为电导损耗。 (2)电介质在交变电场下的极化过程中与 电场发生能量交换。取向极化过程是一个 松弛过程,电场使偶极子转向时,一部分 电能损耗于克服介质的内粘滞阻力上转化 为热量,发生松弛损耗;变形极化是一种 弹性过程或谐振过程,当电场的频率与原 子或电子的固有振动频率相同时发生共振 吸收,损耗电场能量最大。
介电损耗的表征
常见高聚物介电损耗角正切tanδ
影响介电损耗的因素
1、分子结构的影响:
分子极性越大,极性基团密度越 分子极性的大小 大,则介电损耗越大。一般非极 性高聚物的tanδ在 10 ,而极性 极性基团的密度 高聚物的tanδ在 10 数量级。 极性基团的可动性 当极性基团位于高聚物的β位上或柔性侧基 的末端时,由于其取向极化的过程是一个 独立的过程,引起的介电损耗并不大,但 仍能对介电常数有较大的贡献。(见课本 表8-4)
高分子塑料抗静电剂的机理分析和应用
高分子塑料抗静电剂的机理分析和应用高分子塑料是以树脂为基体,添加填料、着色剂、抗静电剂、填充剂和其他助剂等制成的。
塑料制品在使用过程中会产生静电,导致摩擦和磨损,影响其使用性能。
另外,随着塑料制品的应用范围越来越广,如汽车、家用电器、建筑材料和包装材料等,静电现象也日益突出。
为解决这些问题,人们开始研究和使用抗静电剂,以提高塑料制品的抗静电性能。
高分子塑料抗静电剂是一种添加到高分子树脂中的添加剂,主要是为了防止或减少摩擦起电现象的发生。
关键词:高分子塑料;抗静电剂;机理分析;应用引言塑料抗静电剂是一种能防止或减少摩擦起电现象发生的添加剂。
它在聚合物基体中分散均匀,可使聚合物的导电性能提高,从而起到防止或减少静电产生的作用。
随着高分子材料应用领域的扩展和制品要求的不断提高,塑料抗静电剂在塑料工业中得到了广泛应用。
目前,我国有许多厂家生产抗静电剂,其中有些抗静电剂还在不断改进中。
随着研究的不断深入,人们认识到聚合物材料中存在静电起电现象是一种普遍存在的现象,因此抗静电技术具有广泛的应用前景。
本文从抗静电剂的种类、抗静电性能指标、应用及发展方向等方面进行了综述。
1.无机抗静电剂无机抗静电剂是指在塑料制品中添加少量无机氧化物、氯化物和硅酸盐等。
由于无机抗静电剂价格便宜,又有抗静电效果,所以被广泛应用于塑料制品的抗静电改性。
目前常用的无机抗静电剂主要有:硅烷偶联剂、金属氧化物、硼酸盐、铝酸盐和钛酸盐等。
无机抗静电剂的主要优点是:价格低廉,工艺简单,效果好,耐候性好,无毒,无污染,对人体健康无害。
但是其缺点是:容易吸附空气中的水和二氧化碳等物质,所以不能用于有色塑料制品。
另外,无机抗静电试剂中的活性元素会与塑料制品中的有机成分发生反应,使塑料制品失去原来的性能。
因此在实际应用中要注意选择合适的无机抗静电试剂。
2.导电高分子导电高分子是指在分子间具有良好的相容性,能在较低温度下发生链转移反应的高分子。
在高温下,可使其导电性能随温度的变化而变化。
杜凡凡-聚合物的静电现象概述
聚合物的静电现象概述杜凡(PB03206266)中国科学技术大学高分子科学与工程系摘要高聚物多为绝缘体,在应用中可能产生静电现象。
本文从聚合物静电的产生、危害、防止及应用等方面对之进行了介绍。
关键词聚合物静电聚合物导电性能改性抗静电剂一、 引言聚合物具有质量较轻、易加工成各种复杂形状,化学稳定性好等特殊物理化学性能和使用性能而得到了很大发展,广泛应用于国民经济各领域。
但大多聚合物是电绝缘的,在许多应用环境中产生静电作用,如塑料梳子产生头发竖立现象,合成纤维制成衣服产生放电,吸尘器外壳吸附大量灰尘,电视屏幕吸附灰尘、电视和收音机干扰等,有些场合静电泄漏甚至会产生严重火灾或爆炸事故。
从其出现根源出发,防止聚合物静电多从聚合物导电性能改进方面入手,如表面处理、填料分散复合法、导电填料层积复合法及外用暂时性抗静电剂等方法,并重点介绍抗静电剂的应用。
同时简要介绍了聚合物静电在静电复印和静电记录及治疗等方面的应用。
二、聚合物静电的产生任何两个固体,不论其化学组成是否相同,只要他们的物理状态不同(如表面的不均匀性等等),其内部结构中电荷载体能力的分布也就不同。
当这样两个固体接触时,在固-固表面上就会发生电荷的再分配,在它们重新分离之后,每一固体将有比接触或摩擦前更多的正(或负)的电荷。
这种现象叫静电现象。
聚合物在生产、加工和使用过程中,与其他材料、器件发生接触以至摩擦是免不了的,这时只要在高聚物几百个原子中转移一个电子,就会使整个聚合物带有相当大的电荷量,变成带电体。
例如在日常生活中,大家都知道,脱去合成纤维的衣服时,经常会听到放电的响声,在暗处还可以看到放电的辉光。
在生产中这类例子更多,塑料从模具中脱下来时常常带有静电。
合成纤维在纺丝过程也会带电,吸水性很低的(<0.5%)聚丙烯腈纤维因摩擦而产生的静电可达1500伏以上。
纤维拉伸静电的积累甚至可达上万伏。
更重要的是一旦高聚物带上静电荷以后,由于聚合物的高绝缘性而难以漏导,一些非极性聚合物(聚乙烯等)静电可保持几个月之久。
塑料包装的静电理论
塑料包装的静电理论
任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电,而产生静电的普遍方法,就是摩擦生电。
材料的绝缘性越好,越容易产生静电。
静电是通过摩擦引起电荷的重新分布而形成的,也有由于电荷的相互吸引引起电荷的重新分布形成。
一般情况下原子核的正电荷与电子的负电荷相等,正负平衡,所以不显电性。
但是如果电子受外力而脱离轨道,造成不平衡电子分布,比如实质上摩擦起电就是一种造成正负电荷不平衡的过程。
当两个不同的物体相互接触并且相互摩擦时,一个物体的电子转移到另一个物体,就因为缺少电子而带正电,而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电,物体带上了静电。
塑料都属于高分子材料,表面电阻,体积电阻都大于10的12次方以上。
因此,赋予了塑料材料的良好绝缘性能。
而正由于这种原因他极易产生静电,因为塑料及其制品在生产,搬运,接触,分离,摩擦,碰撞,介入电磁感应场合都是及其可能,甚至是决不可能避免这些场合。
塑料静电产生的因素:微观原因:根据原子物理理论,电中性时物质处于电平衡状态。
由于不同物质原子的接触产生电子的得失,使物质失去电平衡,产生静电现象。
宏观原因:物体间摩擦生热,激发电子转移;物体间的接触和分离产生电子转移;电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布;摩擦和电磁感应的综合效应。
浅析聚合物静电现象及其应用
浅析聚合物静电现象及其应用摘要:简要介绍了聚合物产生静电的机理,并联系实际介绍了静电现象的危害与利用,提出了防止静电的几种途径,最后介绍了静电的研究近况,对未来作出了展望。
关键词:聚合物;静电现象;危害;利用在日常生活中,我们知道塑料从金属模具中脱出来就会带电;合成纤维在纺织过程中也会带电;塑料,纤维和橡胶制品在使用过程中会产生静电;在干燥的天气,脱下合成纤维的衣服时,经常可以听到放电的响声,如果在暗处,还可以看到放电的辉光,这些都是大家所熟悉的静电现象。
所谓静电现象是指任何两种物质,互相接触或摩擦时,只要其内部结构中电荷载体的能量分布不同,在它们各自的表面就会发生电荷再分配,重新分配之后,每一种物质都带有比其接触或摩擦前过量的正(或负)电荷的现象。
一、聚合物静电产生机理关于静电产生机理至今还没有定量的理论,一般认为是聚合物摩擦时,ε大的带正电,ε小的带负电。
一电子克服原子核的作用从材料表面逸出,所需要的最小能量称为逸出功或功函数。
不同物质的功函数不同,两种金属接触时,它们之间的接触电位差与它们的功函数之差成正比,这种接触在界面上形成电场,在电场作用下,电子将从功函数小的一方向功函数大的一方转移,直到在接触界面处形成的双电层产生的反向电位差与接触电位差相抵消时,电荷转移才停止,结果功函数高的金属带负电,功函数低的金属带正电。
电介质与金属接触时,界面上也必然发生类似的电荷转移,根据上述原理可测出各种聚合物的功函数。
摩擦起电情况要复杂的多,轻微摩擦起电特征与接触起电比较接近,但剧烈摩擦时要根据摩擦起电序来确定,较靠近正端的聚合物带正电,较靠近负端的聚合物带负电,总的来说,聚合物的摩擦起电序与其功函数大小的顺序基本上是一致的。
高聚物的摩擦起电序如下:二、聚合物静电的危害和利用静电妨碍正常的加工工艺,尤其是合成纤维工业中特别突出,摩擦生电产生吸引或排斥力,使合成纤维在纺丝,牵伸,织布,打包等各道工序都发生困难;高聚物由于静电吸附灰尘或水气而影响材料的质量;涤纶制成的录音带由于涤纶片基放电产生噪音会影响录音质量;特别在易燃液体的输送管道,矿件用橡胶传送带与塑料导辊等,都可能因摩擦静电积聚而发生火花放电,导致燃料起火,矿井爆炸等重大事故。
包装袋静电吸附原理
包装袋静电吸附原理
包装袋中的静电吸附是指在静电的作用下,将一种带正电荷的物质吸附在另一种带负电荷的物质上的过程。
其中,吸附于物体表面的带负电荷的物质称为被吸附物;被吸附物所带正电荷称为被吸附荷,两者之间形成平衡状态,从而使物体表面始终保持着一种静电平衡。
在包装袋生产过程中,为了防止包装袋表面产生静电而影响包装袋质量和使用寿命,通常采用向包装袋表面施加一定电压使之带电。
在静电力作用下,带正电荷的物质会被吸附到包装袋表面,而带负电荷的物质则会被吸到另一种带负电荷的物质上。
这种现象称为静电吸附。
目前,静电吸附主要用于两类物品:一是金属材料;二是塑料材料。
静电吸附过程中,被吸附物和被吸附荷之间存在着较强的静电力,而被吸荷与被吸荷之间则存在着较弱的静电力。
当被吸荷达到一定程度时,被吸荷物质将部分或全部被吸附到静电吸附平衡态上,从而达到防止静电积累的目的。
—— 1 —1 —。
浅论高分子材料抗静电技术的研究与应用
浅论高分子材料抗静电技术的研究与应用高分子材料抗静电技术是一种重要的表面处理技术,广泛应用于电子、医疗、机械等领域。
本文将从抗静电技术的研究背景、原理、方法和应用等方面进行论述。
一、研究背景静电是指由于摩擦或分离等过程产生的电荷不平衡所产生的电现象,对高分子材料有很大的影响,如吸附灰尘、吸附细菌、引发火花等。
因此,研究高分子材料的抗静电技术对改善其性能、提高产品质量和安全性具有重要意义。
二、原理和方法高分子材料的抗静电技术主要通过增加材料表面电导率或抑制表面电荷的积累来实现。
具体方法包括电导性填料添加、静电消除剂涂覆、离子辐射改性等。
1.电导性填料添加:将导电性较好的填料加入高分子材料中,形成导电网络,以提高材料的电导率。
常用的填料包括导电纤维、导电颗粒等。
这种方法简单易行,但由于填料与基体材料的界面相互作用差,导致填料聚集或分散不均匀,影响材料的性能。
2.静电消除剂涂覆:将具有良好导电性的静电消除剂涂覆在高分子材料表面,形成一层导电薄膜,以改善材料的抗静电性能。
静电消除剂一般分为表面活性剂型和干扰电场型两类。
表面活性剂型的静电消除剂通过吸附在材料表面形成导电薄膜,而干扰电场型的静电消除剂则是通过释放特定离子,干扰材料表面电荷的积累。
这种方法操作简便,但需要定期维护和补充涂覆剂。
3.离子辐射改性:通过辐照高能离子束或电子束的方式改变材料的化学结构,提高其导电性。
辐照会产生大量自由基,使分子链断裂、交联或引入新的官能团,从而改变材料的导电性能。
这种方法能够实现定点、局部改性,但辐照过程中也会引入杂质,影响材料的物理性能。
三、应用高分子材料抗静电技术在多个领域有着广泛应用。
1.电子行业:抗静电材料广泛应用于电子元器件的制造过程中,以防止静电对电子元件的损害或干扰产生的测量误差。
2.医疗行业:高分子抗静电材料被应用于医疗设备、手术器械等产品中,以避免静电对人体的伤害或引发医疗设备的故障。
3.机械领域:高分子材料抗静电技术可以应用于化工、油田、煤矿等环境中,以减少静电引发的火花,从而保证生产过程的安全。
高聚物的电性能课件
响介电性能。
空间电荷效应
03
高聚物中的空间电荷会在电场作用下发生迁移,影响介电常数
和介电损耗。
03
高聚物的静电现象
简介
高聚物静电是指高分子材料在加工、运输和使用过程中因摩擦而产生静电的现象。
高聚物静电的产生与高分子材料的性质、环境条件以及操作过程中的摩擦、接触等 有关。
高聚物静电的产生会导致一系列问题,如材料表面的污染、吸附灰尘、影响产品质 量等。
THANKS
高聚物静电的危害与预防
危害
高聚物静电的产生会导致材料表 面的污染、吸附灰尘、影响产品 质量等问题,甚至可能引发火灾 或爆炸等安全事故。
预防
为防止高聚物静电的产生和危害 ,可以采取一系列措施,如增加 环境湿度、使用抗静电剂、改善 加工工艺等。
高聚物静电的应用
应用
高聚物静电在某些领域 也有着重要的应用,如 静电喷涂、静电除尘、
高聚物的介电性能在电子、通信、航 空航天等领域具有广泛的应用,如绝 缘材料、电容器等。
影响高聚物介电性能的因素
01
02
03
04
分子结构
高聚物的分子结构对其介电性 能具有显著影响,如极性基团
的数量和排列方式等。
温度和频率
介电性能随温度和频率的变化 而变化,不同高聚物的变化规
律可能不同。
湿度
湿度对高聚物的介电性能也有 影响,湿度较高时,介电常数
飞机和汽车材料
高聚物电磁屏蔽材料可以 用于制造飞机和汽车的金 属化玻璃、门板等部件, 以提高其电磁屏蔽性能。
军事领域
高聚物电磁屏蔽材料可以 用于制造军事装备的隐身 涂层,以提高其隐身性能 。
05
高聚物的电热性能
简介
物理塑料静电实验报告(3篇)
第1篇实验名称:塑料静电实验实验目的:1. 了解摩擦起电的现象及其原理。
2. 探究不同材料摩擦后产生的静电效应。
3. 分析静电在塑料材料中的表现。
实验时间:2023年X月X日实验地点:物理实验室实验人员:XXX、XXX、XXX实验材料:1. 塑料瓶(若干)2. 毛巾(若干)3. 细铁丝(若干)4. 小纸屑(若干)5. 橡皮擦6. 导线7. 开关8. 小灯泡9. 研究笔记和记录表实验原理:摩擦起电是指两个物体相互摩擦后,由于电子的转移,使物体带上电荷。
带电体具有吸引轻小物体的性质。
本实验通过摩擦塑料瓶和毛巾,使塑料瓶带电,进而验证静电现象。
实验步骤:1. 将塑料瓶和毛巾准备好。
2. 将塑料瓶放在桌面上,用毛巾摩擦塑料瓶表面,持续30秒。
3. 将摩擦过的塑料瓶靠近小纸屑,观察纸屑是否被吸引。
4. 重复步骤2和3,用不同材质的毛巾摩擦塑料瓶,记录实验结果。
5. 将摩擦过的塑料瓶用导线连接到小灯泡和开关,闭合开关,观察灯泡是否发光。
6. 分析实验结果,总结实验现象。
实验结果:1. 当用毛巾摩擦塑料瓶时,塑料瓶带电,靠近小纸屑时,纸屑被吸引。
2. 用不同材质的毛巾摩擦塑料瓶,发现不同材质的毛巾摩擦后的塑料瓶带电量不同。
3. 将摩擦过的塑料瓶用导线连接到小灯泡和开关,闭合开关后,灯泡发光,说明塑料瓶带电。
实验分析:1. 摩擦起电现象是由于电子在物体之间的转移导致的。
摩擦过程中,电子从摩擦材料转移到塑料瓶上,使塑料瓶带负电。
2. 不同材质的毛巾摩擦塑料瓶,由于材质的导电性不同,摩擦后塑料瓶带电量也不同。
3. 塑料瓶带电后,靠近小纸屑时,由于静电引力,纸屑被吸引。
当塑料瓶与导线连接后,闭合开关,灯泡发光,说明塑料瓶带电。
结论:1. 摩擦起电现象是普遍存在的,可以通过摩擦使物体带电。
2. 不同材质的毛巾摩擦塑料瓶,带电量不同,与材质的导电性有关。
3. 带电体具有吸引轻小物体的性质,可以用于静电实验。
实验讨论:1. 本实验验证了摩擦起电现象,但实验过程中,如何控制摩擦时间和摩擦力,以保证实验结果的准确性,是一个值得探讨的问题。
peg200抗静电原理
peg200抗静电原理PEG200抗静电原理引言静电是指物体表面带电的现象,由于静电的存在,我们在生活和工作中常常遇到一系列问题,比如静电震撼、电磁干扰等。
为了解决这些问题,PEG200成为了一种常用的抗静电剂。
本文将从浅入深地解释PEG200的抗静电原理。
静电的形成在介绍PEG200抗静电原理之前,我们先了解一下静电的形成过程。
当两种不同材质的物体摩擦或分离时,会发生电荷的转移,其中一个物体获得了电子,而另一个物体失去了电子。
这样,两个物体就带上了相反的电荷,形成了静电。
静电带来的问题静电带来了一系列问题,比如:•静电震撼:当我们触摸金属物体或其他带电物体时,可能会感受到一种不舒服的震撼感。
•物体吸尘:带有静电的物体会吸引空气中的灰尘等微小颗粒,造成物体表面的污染。
•电磁干扰:静电会干扰电子设备的正常运行,导致电子设备出现故障或不稳定。
PEG200的介绍PEG200是一种常用的抗静电剂,具有以下特点:•低毒性:PEG200对人体和环境的毒害性较低。
•耐久性:PEG200的抗静电效果能够持续较长时间。
•多功能性:PEG200不仅可以消除静电,还可以作为润滑剂、防冻剂等。
PEG200抗静电原理PEG200的抗静电原理主要涉及两方面:静电中和PEG200能够与带电物体表面的电荷相互作用,并将电荷转移,使得带电物体重新中和。
具体来说,PEG200中的分子具有极性,能够与带电物体表面的电荷相互吸引。
通过分子间的作用力,电荷得以从带电物体转移到PEG200分子上,从而实现静电的中和。
阻断静电传导PEG200还能够在物体表面形成一层薄膜,阻断静电的传导。
此薄膜具有较高的电阻,能够减少电荷的传导,从而降低静电的形成和积累。
结论PEG200是一种常用的抗静电剂,通过静电中和和阻断静电传导的原理,有效消除静电问题。
其低毒性、耐久性和多功能性使其成为工业和日常生活中的重要物质。
希望本文对你了解PEG200抗静电原理有所帮助!。
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论高分子材料抗静电技术的研究高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其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,以下就是由小编为您提供的论高分子材料抗静电技术的研究。
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。
(一)添加导电填料 这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中,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。
(二)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(或聚合物)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、成型困难、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。
(三)添加抗静电剂法 tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。
仅供参阅!乙酰丙酮又名2.4-戊二酮,二乙酰基甲烷,是一种重要的有机合成原料。
常温下乙酰丙酮为无色或微黄色易流动的透明液体,熔点-23℃,沸点140.6℃。
下面是编辑老师为大家准备的浅论乙酰丙酮的合成应用。
纯品有酯的气味,工业品因含有少量杂质略有臭味,呈微黄色。
乙酰丙酮微溶于水,能与乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、冰醋酸等有机溶剂混溶。
浅论高分子材料抗静电技术的研究与应用
静电广泛地存在于自然界和日常生活之中,如人们每时每刻呼吸的空气每厘米就含有100500个带电粒子;自然界的雷电;干燥季节里人身上化纤衣物由于摩擦起电而粘附在身体上,这一切都是比较常见的静电现象。
实际上,静电在生物工程中有着重要的应用。
一、高分子抗静电的方法概述高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其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,三者中以表面传导为主要途径。
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。
(一)添加导电填料这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中,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。
(二)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(或聚合物)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、成型困难、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。
(三)添加抗静电剂法1.有机小分子抗静电剂。
有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质,其结构通式为RYx,其中R为亲油基团,x为亲水基团,Y为连接基。
分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的亲油基团,羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团,此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类:阳离子型抗静电剂;阴离子型抗静电剂;非离子型抗静电剂;两性型抗静电剂。
高分子材料抗静电技术研究
高分子材料抗静电技术研究【摘要】本文主要围绕着高分子材料展开分析,讨论了高分子材料抗静电的基本含义,分析了高分子材料抗静电的必要性以及影响静电出现的因素,进而深入分析了比较有效的几种抗静电技术,并分析了高分子材料抗静电技术的未来发展方向。
【关键词】高分子材料;抗静电;技术研究0.前言高分子材料性能优越,应用广泛,在众多领域都倍受青睐。
但是,高分子材料自身的体积电阻率较大,如果在使用的过程中没有做好抗静电的技术措施,就容易出现大量的静电,造成不同程度的危害,所以,研究高分子材料的抗静电技术具有很强的现实应用意义。
1.高分子抗静电概述高聚物表面集中了很多的电荷,这来源于高聚物的放荷性质。
这些电荷会通过高分子材料自身进行传播,表面传导是一种主要的方式。
我们所研究的高分子材料抗静电技术即利用这种表面传导的方式,通过切断其传导的路径来阻止静电。
就目前的研究层次来看,抗静电高分子材料的成分一般为许多种不同的化学添加剂合成,因为大量的混合剂存在,高分子材料的抗静电性能就大大提升,有效的消除或者减少了静电,提升了高分子材料的使用效果,这就是高分子材料抗静电的具体的含义。
2.静电现象的产生与影响因素一般情况下,电荷区域处于平衡状态,形成一种中性的稳定状态。
在外界环境出现改变的情况下,一些电荷控制能力弱原子就会出现电荷转移,进而产生了不同程度的电性。
静电的出现会造成很多意想不到危害,所以,很多工业生产中都极力防止静电的出现。
目前所采用的高分子材料重塑或者合成的方法就是一种有效的提升材料抗静电性能的方法。
材料是影响静电出现的最为重要的因素。
高分子材料抗静电能力的高低,在很大程度上取决于高分子材料内部的结构。
3.高分子材料抗静电技术目前,加入抗静电剂是一种能够有效提高高分子材料表面电导率的技术,而要想有效提升高分子材料的体积电导率,就可以使用一些导电填料,以及各种的导电分子混合使用的方法。
以下分析几种高分子材料的抗静电技术。
高聚物的电学性能
电介质的极化现象
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高分子电介质的极化现象
电子极化 原子极化
原子的价电子云 分子骨架
位移极化 /变形极化
诱导偶极矩
取向极化 极性分子沿电场方向排布取向
偶极极化
e电子 a原子 μ取向 α极化率 El 作用在分子上的局部电场强度 μ 偶极矩
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极性分子取向极化作用示意图
无电场时
有电场时
电场强度、温度很低
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影响介电损耗的因素
分子结构
分子极性大小 极性基团密度 极性基团的可动性
外加频率
温度
电压
增塑剂
杂质高聚物
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影响介电损耗的因素
介电常数大而介电损耗不大
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影响介电损耗的因素
分子结构 外加频率
温度
电压
增塑剂
杂质高聚物
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影响介电损耗的因素
分子结构 外加频率 温度
电压 增塑剂 杂质高聚物
结晶区 非晶区
α
链段
β γ 1 极性侧基绕C-C的旋转 2 环单元的构象振荡 3 主链局部链段的运动
晶区:
1 晶区中高分子的链段的运动 2 结晶表面上的局部链段运动 3 晶格缺陷处的基团运动
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固体高聚物的介电松弛过程
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介电常数 介电损耗 介电击穿
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介电击穿:在高压下,大量的电能迅速释放,使电极之间的 材料局部被烧毁的现象。
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高分子电介质的极化现象
电子极化 原子极化
原子的价电子云 分子骨架
高分子材料抗静电研究
高分子材料抗静电研究引言:随着科技的不断发展,高分子材料在各个领域得到了广泛的应用。
然而,由于高分子材料的表面通常带有电荷,导致其易产生静电现象,给实际应用带来了一定的困扰。
为了解决这一问题,人们进行了大量的研究,旨在开发出具有良好抗静电性能的高分子材料。
本文将对高分子材料抗静电研究进行探讨。
1. 电荷产生与积累机制在高分子材料中,电荷产生和积累主要与材料的导电性、摩擦和摩擦介质等因素有关。
当两种不同材料摩擦时,其中一种材料会失去电子,形成正电荷,而另一种材料则获得电子,形成负电荷。
这种电荷分离和积累过程导致高分子材料表面带电,从而引发静电现象。
2. 静电对高分子材料的影响静电对高分子材料的影响主要表现在以下几个方面:2.1. 静电吸附:高分子材料表面带电会吸附空气中的尘埃和颗粒物,影响材料表面的洁净度和光学性能。
2.2. 静电放电:高分子材料带电会引发静电放电,可能导致设备损坏和电子元器件失效。
2.3. 静电干扰:高分子材料带电会干扰电子设备和仪器仪表的正常工作,影响其准确性和稳定性。
3. 抗静电机制与方法为了改善高分子材料的抗静电性能,人们提出了多种抗静电机制和方法,具体如下:3.1. 添加导电剂:将导电剂加入高分子材料中,能够形成导电网络,提高材料的导电性,从而降低材料表面的电荷积累。
3.2. 表面涂层:通过在高分子材料表面形成导电薄膜或导电涂层,能够提高材料的导电性能,减少电荷的积累。
3.3. 阻隔层:在高分子材料表面形成抗静电阻隔层,能够阻止电荷的积累和传导,降低静电现象的发生。
3.4. 地线接地:通过将高分子材料与地线连接,能够将材料表面的电荷释放到地面,达到抑制静电的目的。
4. 高分子材料抗静电应用经过抗静电研究,开发出的高分子材料在各个领域得到了广泛应用:4.1. 电子器件领域:抗静电高分子材料可以用于制造电子元器件的外壳和封装材料,防止静电放电损坏电子元器件。
4.2. 医疗领域:抗静电高分子材料可以用于制作医疗器械和手术用具,防止静电干扰医疗设备的正常工作。
第七章 高聚物的电学性能
2、介电损耗
电介质在交变电场中极化时,会因极化方向的变化而损 耗部分能量和发热,称介电损耗。 产生的原因: (1) 电导损耗 是指电介质所含的微量导电载流子在电场作用下流动时, 因克服电阻所消耗的电能。 这部分损耗在交变电场和恒定电场中都会发生。由于通 常聚合物导电性很差,故电导损耗一般很小。
(2) 极化损耗
选用高分子材料作电气工程材料时,介电损耗必须考虑。 若选用聚合物作电工绝缘材料、电缆包皮、护套或电容 器介质材料,希望介电损耗越小越好。 否则,不仅消耗较多电能,还会引起材料本身发热,加 速材料老化破坏,引发事故。 在另一些场合,需要利用介电损耗进行聚合物高频干燥、 塑料薄膜高频焊接或大型聚合物制件高频热处理时,则要 tg 值。 求材料有较大的 或
相当于流过“纯电容”的电流,这部分电流不作功; 实数部分 I R C 0V 与交变电压同相位,相当于流 过“纯电阻”的电流,这部分电流损耗能量。
*
介电损耗
我们用“电阻”电流与“电容”电流之比表征介质的 介电损耗: *
I R C0V tg * I C C0V
极性分子沿电场方向转动、排列时,需要克服本身的 惯性和旋转阻力,所以完成取向极化过程所需时间比电子 极化和原子极化长。尤其对大分子,其取向极化可以是不 同运动单元的取向,包括小侧基、链段或分子整链,因此 完成取向极化所需时间范围也很宽。取向极化时因需克服 分子间相互作用力,因此也消耗部分能量。 以上讨论单个分子产生的偶极矩,对各向同性介质, n 0 个分子,每个分子产生的平均偶极矩 若单位体积含 为 ,则单位体积内的偶极矩P为
介电系数
两个电容器的电容之比,称该均质电介质的介电系数 ε,即
C / C0 1 Q / Q0
聚合物的静电现象
聚合物的静电现象1.静电的产生任何两个固体,不论其化学组成是否相同,只要他们的物理状态不同(如表面的不均匀性等等),其内部结构中电荷载体能力的分布也就不同。
当这样两个固体接触时,在固-固表面上就会发生电荷的再分配,在它们重新分离之后,每一固体将有比接触或摩擦前更多的正(或负)的电荷。
这种现象叫静电现象。
聚合物在生产、加工和使用过程中,与其他材料、器件发生接触以至摩擦是免不了的,这时只要在高聚物几百个原子中转移一个电子,就会使整个聚合物带有相当大的电荷量,变成带电体。
例如在日常生活中,大家都知道,脱去合成纤维的衣服时,经常会听到放电的响声,在暗处还可以看到放电的辉光。
在生产中这类例子更多,塑料从模具中脱下来时常常带有静电。
合成纤维在纺丝过程也会带电,吸水性很低的(<0.5%)聚丙烯腈纤维因摩擦而产生的静电可达1500伏以上。
纤维拉伸静电的积累甚至可达上万伏。
更重要的是一旦高聚物带上静电荷以后,由于聚合物的高绝缘性而难以漏导,一些非极性聚合物(聚乙烯等)静电可保持几个月之久。
关于静电产生的机理至今还没有定量的理论,一般认为是聚合物摩擦时,ε大的带正电,ε小的带负电。
也就是极性易带正电,非极性高聚物易带负电。
物质在上述序列中的差距越大,摩擦产生的电量越多。
2.静电的危害和利用一般来说,静电作用在聚合物加工和使用过程中是个不利因素。
(1)静电妨碍正常的加工工艺。
尤其是合成纤维工业中特别突出。
摩擦生电产生吸引或排斥力,使合成纤维在纺丝、牵伸、织布、打包等各道工序都发生困难。
(2)静电作用损坏产品质量。
例如高聚物由于静电吸附灰尘或水气而影响材料的质量,胶卷会因为吸尘而影响清晰度,静电电压超过4000伏时会发生电火花而使胶片感光。
涤纶制成的录音带由于涤纶片基放电产生噪音会影响录音质量。
(3)可能危机人身及设备安全。
静电引起的火花放电,在有易燃易爆物质存在的场合下,会酿成巨大的灾祸。
有人统计,化学工业中的事故大约有十分之一是由静电所引起的。
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S u n t e t o t tcEl c r fc to fPo y e c g ng M a e i l t dy o heEl c r s a i e t i a i n o l m r Pa ka i t r a s i
CHEN Xi , Y ANG n - i1 WU a Y Ho g we , 2 Ch o 2 ANG iz a Sh - h o
pa a ng m a e il e e su e ck gi tra sw r t did.The f to iton i hee e tosai l crfc ton o ol e a nay d. unci n off c i n t l cr t tce e ti a i fp ym rw sa lze r i
使 问题 交错 复杂 ,因此 目前 国际上还 没有 形成 普遍
公认 的理论 。
特有 的性 能 ,在 医药 、食 品 、电子元 件 、武器 弹药 等包 装 领 域 中得 到 了广泛 的应 用 ¨ 。但 是 高 聚物 的高 绝 缘 、易带 静 电 的性能 ,给 科学 工作 者带 来 了 许 多 新 的挑 战 和机遇 。高聚 物 的静 电学是 建立 在经 典 静 电学 的基 础 之上 的 ,但是 高 聚物 与金 属 的静 电
( . h n ie s y o M i i ga d T c n l g , in s z o 21 0 , Ch n ; 1 C i aUn v r i f n n n e h o o y Ja g u Xu h u 2 0 6 t i a 2 Xu h uAi o c le e Ja g u Xu h u 2 0 , Ch n ) . z o r r eCo lg , in s z o 21 8 F 0 ia
K e or : p ym e ; pa k gi ae i l; e e to t tcelcrfc ton; fiton yw ds ol r c a ng m tras l cr sa i e ti a i rc i i
随着经 济 和科 学技 术 的高速 发展 ,高聚 物 以其
高 聚物起 电中的作用 ;详 细讲解 了剥离起电 、破 裂起 电 、压 电起 电 、感应起 电和吸附起 电等起 电方式 ;最后指
出设计更加成熟 的模 型和引入更加合理的参数是静 电起 电进一步研究 的关键 。
关 键 词 :高 聚物 ;包 装 材 料 ;静 电 起 电 ;摩 擦 文献标识码 : A 文 章 编 号 : 17 — 40 ( 0 2 9 0 8— 3 6 10 6 2 1 )0 — 9 3 0 中 图分 类 号 :T 2 Q36
高聚物包装材料静 电起 电原理 的研 究
陈 晰 ,杨宏伟 ,吴 超 ,杨士钊
( .中 国矿业 大学 ,江苏 徐 州 2 10 ; 2 徐 州空 军学 院 ,江苏 徐 州 2 10 ) I 20 8包装材料 固体之 间发 生接 触和分离过程时发生静电起 电现象的机理 ;探讨了摩擦在
学概 念 和理论 有 较大 差别 。深 入研 究 和分 析高 聚物
11 高 聚物 之 间的接 触起 电 . 两种 高分 子 聚合物 材料相 互 接触 时 ,会发 生 电
荷 的转移 。当然 高聚物 材料 的接 触起 电机 理较 为复 杂 ,依 照 电荷 转移 的载 流子类 型来 看 ,可 以 区分 为
Elcrfc to a s we e e p a n d i ea l n l d n tip n l crf ai n r c lc r c to , iz ee t c e ti ai n me n r x li e n d t i i ,i cu i g s p i g e e ti c t ,c a k ee ti a i n p e o lcr r i o i f i e e ti c t n i d c i ee e ti c t n a d at c i g ee ti c t n I’ p it d o t h t e i n n r t r d l lc rf a i , n u t l crf a i n t h n lc r ai . t o n e u a sg i g mo ema u emo e i o v i o a i f o S t d a d i to u i g mo er a o a l a a t r l b er s a c n e c f lc r sa i lc i c to e r . n r d c n r e s n b ep r me e swi e t e e r ht d n y o e to tt ee t f a i n t o y n l h e e c ri h
第4 2 11卷 9月 0 2年 第 9期
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