导电聚合物改性应用

2、导电填料层积复合法 导电填料层积复合法是将金属网、板、 丝、 毯等作为中间层，两侧再层压上塑 料基材或利用双层平行挤出方法制成一 层为导电树脂，另一层为普通树脂的双 层制品
3、填料分散复合法 填料分散复合法是在塑料聚合物体 内混入不同填料，通过分散复合而 制成导电塑料聚合物的方法
4、外用暂时性抗静电剂 在塑料聚合物表面使用暂时性抗静电剂 使塑料表面具备暂时性抗静电功能
三、实验课题及进展
塑料聚合物抗静电添加剂的应用
• 1、普通型抗静电材料
添加抗静电剂到高分子材料当中，形成 抗静电效果。这些抗静电剂大多是表面 活性剂类。
种类 阳离子型
结构 季胺盐、季磷 盐、季碳盐
主要成分 （亲油基）单烷基，二烷基 （阴离子）卤素，过氯酸，有 机酸
用途 PVC、PS
非离子型
多元醇及多元 醇酯 聚氧化乙烯加 成物
尚需解决的问题
• 1、用炭黑改性时炭黑分散及制品表观问 题 • 2、制品力学性能的问题
汽巴精化 Irgastat® P18,P20
当加入含量5%即可使高密度聚乙烯表面电阻率降 低至106Ω
3、结构型导电高分子材料
聚乙炔、聚苯胺、聚对苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩、聚 喹啉等共轭性聚合物均可通过掺杂后形成高电导率的 高分子材料。这类高分子主要是使聚合物中的电子不 定域（结构中有共轭双键、π 键电子作为载流子）， 可在聚合物分子中引入导电性基团（如取代的苯胺、 具有π 键电子的芳基等）或掺杂其它材料（如碘等） ，通过电荷交换而形成导电性。可利用导电高分子作 抗静电材料，但由于其分子刚性大、难熔、难溶、成 型困难、易氧化和稳定性差等，因而无法直接单独应 用，一般与其它基体高分子共混，制成复合型导电高 分子。
4、无机填充抗静电材料
无机填充抗静电材料种类繁多，主要有碳 系、金属系、金属氧化物系等。不同的导电填 料，可以和塑料等绝缘体混合后获得不同的导 电性能，其导电机理比较复杂，但大体可以归 纳为如下两种： （1）导电粒子相互连接成链的“导电通道说” （2）电子在导电粒子间隙迁移的“隧道效应说 ”（场致发射是其特殊情况）。
（亲油基）单烷基、二烷基、 （多元醇）丙三醇、由梨糖醇、 环氧乙烷、多元醇 ABS、PO、PVC （亲油基）烷基胺、烷基酰胺 、脂肪醇、烷基酚 （亲水基）聚氧化乙烯和 聚氧化丙烯
（阳离子基）胺，烷基咪唑林 （阳离子基）碳酸、磺酸 （亲油基）脂肪醇、聚氧化乙 烯加成物 （亲油基）烷基、烷基苯 PS、PO、PVC、 PO PS、PO、PVC
二、塑料聚合物导电改性原理及方法
• 原理： 采取一定措施降低体电阻或表面电阻， 使聚合物本身具有导电性或使电荷在聚 合物中很快泄漏
• 方法: 通常是在聚合物中加入各种填料或在表 面形成导电膜,通过复合而形成导电性
1、表面处理 表面处理是指在塑料聚合物表面进行导电 处理以达到较高的导电率，包括金属热喷涂 法，镀层法和导电涂层法
两性离子型
内铵盐 丙胺酸盐 磷酸盐
阴离子型
通常采用如下两种加工方法：
• 外部涂敷法的优点是工艺简单，抗静电剂用量 少 ，但其耐久性较差，抗静电涂层在使用过 程中往往因水洗或摩擦而容易脱落，因此是一 种暂时性的抗静电处理技术。 • 内部混炼法则是将以非离子型表面活性剂为主 的抗静电剂与高分子材料机械混合后再加工成 型，抗静电剂分子由材料内部向表面迁移，并 在材料表面形成均匀的抗静电层。即使在加工 或使用过程中因摩擦或水洗等原因而导致表面 抗静电分子缺损，其内部抗静电分子还可不断 补充到表面，从而使其具有稳定的抗静电性能 ，因此是一种半永久性的抗静电处理技术。
填料种类
填料名称 槽法炭黑、炉法炭黑 乙炔炭黑 超导炭黑 热裂解炭黑 PAN系碳纤维 沥青系碳纤维 各种石墨 铜、银、镍、镍合金、 铝等 氧化锌、二氧化硅、 SiO2、TiO2系列， 氧化铝、氧化锡 铝、镍、不锈钢
碳系
炭黑 碳纤维 石墨
金属系
金属粉及金属碎屑 金属氧化物 金属片 金属纤维
其它
镀金属玻璃纤维及微珠 镀金属云母 镀金属碳
• 抗静电剂类 • 采用季胺盐类抗静电剂（市售），将 其以2%的比例与高密度聚乙烯混合挤出 并压延成2mm片材。 • 待静止24小时后进行表面电阻率的测量 ，其电阻率<108Ω 。 • 观察表面有油状物析出，不耐水洗。
• 2、永久性抗静电材料
永久性抗静电材料是添加或涂覆永久抗静 电剂的材料，永久抗静电剂为含—COONa、— SO3Na、—OCH2CH3、—PO[N（OH3）2]2、—CONH2 、—SO3H、—COOH 等官能团的乙烯基聚合物。
导电聚合物改性应用介绍
刘志维
北京化工大学
一、塑料聚合物电绝缘性的危害
• 塑料聚合物电绝缘性在应用中可能产生静电积累，进而发 生静电泄漏、电磁波和射频干扰 • 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
导电性炭黑改性法
• 在塑料聚合物中添加导电性碳黑后可显 著提高其导电性 • 但最终电阻值主要取决于：碳黑分布状 况及表面含量、碳黑总添加量、聚合物 本身性质、混合方法及加工条件等"通常 碳黑用量为10%——20%
预计制品的结构组成
• 方案1、直接将PS与导电炭黑共混 • 方案2、将PS增韧后与导电炭黑共混 • 方案3、用增韧材料与导电炭黑混合制成 母粒后再与PS共混
金属纤维改性法
• 金属纤维导电性能优良，可显著降低填 充率，工业上广泛使用 • 其最终电阻值取决于：纤维尺寸、外形 如长径比、化学性质、纤维用量、混合 方法等
Βιβλιοθήκη Baidu 浅色导电粉末
• 导电钛白粉 • 在二氧化钛表面镀上一层氧化锡的导电 镀层 • 需添加量大，使用需大于20%含量才能使 表面电阻达到108Ω • 对制品的力学性能破坏性大