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塑料薄膜抗静电性能的研究和测试

摘要：塑料薄膜被广泛使用在各个领域，但塑料表面的高电阻率使其容易产生静电积累，使塑料制品容易吸附尘埃，影响其制品的透明性及表面洁净和美观，还可能影响制品的使用性能。因此对其进行防静电处理显得尤其重要，本文对塑料薄膜的抗静电性能进行研究和测试。

关键词：抗静电剂表面电阻率

槊料薄膜的种类繁多，平常我们所接触的有：聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯膜、聚酯膜等等，在农业、包装、工业、口常生活中应用广泛，然而塑料薄膜加工过程中常因静电而发生卷曲和黏附，因此，塑料的抗静电问题已经引起人们的高度重视。塑料的抗静电处理方法很多，如机械法、湿度调节法和物理化学改性法等。由于前两种方法受设备或环境条件的制约，因此目前普遍采用添加抗静电剂的化学改性方法，抗静电剂是一种能防止产生静电荷，能有效地消散电荷的以表面活性剂为主体的化学添加剂，即将抗静电剂加入到树脂中或涂于塑料表面，从而降低塑料制品的表面电阻率，减轻或消散塑料在加工和使用过程中的静电积累。

一、静电的产生

什么叫静电：即相对静止不动的电荷，通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所带的正负电荷。

两种物质相互摩擦时，容易失去电子的一方带上正电，容易得到电子

的一方带上负电。这两种独立存在的正电荷和负电荷就是人们通常所指的静电（即静止的电荷）。除摩擦作用之外，电场或电磁场的感应也是静电产生的一个重要原因。

摩擦过程中的电荷不断产生也不断消失。电荷消散的主要途径有三个：即摩擦物体的体积传导，表而传导和向空中辐射。但当摩擦物体的电阻过高，电荷来不及泄露时，物体就会因屯荷的聚集而带电。

二、抗静电剂的性能

添加抗静电剂要求在高温加工如混炼、造粒、吹槊等过程中不分解、不变质，与其它助剂相容性好、塑化良好，卫生、无毒，吹塑成型后，当薄膜表面迁移出的抗静电剂分子层受到破坏时，内部的抗静电剂应能及时渗出，恢复薄膜的抗静电性能，涂层型抗静电要求与塑料薄膜附着性能好, 耐摩擦，易溶于醇类、苯类、酯类等有机溶剂或水，且成膜后透明、无雾度、无彩虹现象。

三、抗静电剂的作用机理

抗静电剂的作用机理：抗静电剂可以在材料表面形成导电层降低电阻形成导电网络使电荷转移，这样就可以避免电荷滞留在材料表面形成静电，另一方面，抗静电剂还可润滑材料表面、降低摩擦系数，从而抑制和减少静电荷的产生。

四、抗静电剂的种类及应用

目前实用的塑料抗静电剂以表而活性剂和亲水性高分子为主。

塑料抗静电用的表面活性剂主要有以下品种：阳离子型、非离子型

和两性型。

表面活性剂作为抗静电剂使用时，要在材料表面形成抗静电剂分子层。其分子的亲油性基团植于树脂内部，亲水性基团则在空气一侧取向排列。前者使抗静电剂和塑料保持一定的相容性，后者吸附空气中的水分了在材料表面形成一层均匀发布的导电溶液，或自身离子化传导表面电荷达到抗静电效果。

表面活性剂可以用水、醇等溶剂配成溶液直接喷涂、浸渍或涂刷材料表面，脱除溶剂后形成抗静电涂层。这种方法使用时以阳离子型表面活性剂效果最好。

但目前最常用的使用方法是将表面活性剂混配到树脂中，并均匀分布在聚合物内。加工后，抗静电剂分子会向外迁移，并形成抗静电层。当表面的抗静电层缺失或损坏时，内部的抗静电剂分子可以继续向外迁移补充，所以具有持续的抗静电效果。这种方法使用时非离子表面活性剂应用最多。

表面活性剂型抗静电剂在使用过程中存在很多缺点，如抗静电效果缺乏永久性、析出使表面变差、加工时受热分解、对于温度和湿度依赖性大等。而用各种亲水性聚合物作为抗静电剂可以解决以上问题。将聚氧化乙烯(PEO)等作为导电单元的各种亲水性聚合物加入到基体树脂中形成合金可永久地保持抗静电效果。这些含有导电单元的亲水性化合物由于分子量较高而区别于低分子量的表面活性剂型抗静电剂，称为高分子型永久抗静电剂。

目前应用最多的抗静电方式是添加抗静电剂。抗静电剂是一种能防止

产生静电荷，能有效地消散静电荷的以表面活性剂为主体的化学添加剂。使用抗静电剂的方式是表面涂覆或内添加。

五、塑料导电、抗静电和绝缘性能的评价依据

1.导电材料＜106

2.静电消散材料106〜108

3.抗静电材料108〜1012

4.绝缘材料＞1012

目前就导电、抗静电材料的分界线说法不一，导电材料与静电消散材料之间的界限为105或106,静电消散材料与抗静电材料的界限为108或109,抗静电材料与绝缘材料的界限为1012或1013o

对薄膜的防静电处理主要有两种方法：一是外部用抗静电法，主要是用外部喷洒，浸渍和涂敷抗静电剂或材料表面，使材料表面浸渍上抗静电剂；二是内用抗静电法，主要是将抗静电剂或导电材料熔合到塑料中，使之成为抗静电性能的材料。

2.内加抗静电剂法

七、表面电阻率与抗静电性能等级

八、试验结论

1.表面涂覆法就是在塑料制品表面涂上一层抗静电溶液，通常将抗静

电剂配制成一定浓度的溶液，采用喷涂或浸渍的方法使其附着在槊料表

面。这种处理方法的优点是操作简便，可以直接在已加工好的制品表面进

行涂布，从而避免了塑料在成型加工温度下抗静电剂可能的热分解，但使

用寿命较缩，经过水洗或摩擦后，表面抗静屯涂层易脱落。

2.内加法添加适当比例的抗静电剂，可以达到较长时间的抗静电效

果，抗静电剂的添加量取决于抗静电剂本身的性质、树脂的种类、成型加工条件、制品形态以及对抗静电效果的要求，一般来说，抗静电剂添加0. 5-3%就可以得到良好的抗静电效果。

3.抗静电剂是吸湿的化合物，所以物料含有一定量的水分，但在塑料

成型加工过程中，少量水分的存在就会引起制品产生各种弊端，因此，在

将抗静电剂配入树脂前，或成型加工之前必须进行充分干燥。

参考文献

[1]吕世光《塑料助剂手册》.