抗静电剂的发展概况及前景

抗静电剂的发展概况及前景

王凯

（四川理工学院材料与化学工程学院四川自贡643000）

内容提要

抗静电剂是添加在树脂中或涂附在塑料制品、合成纤维表面的用以防止高分子材料静电危害的一列化学添加剂。由于聚合物的体积电阻率一般高达1010～1020Ω·cm，易积蓄静电而发生危险，抗静电剂多系表面活性剂，可使塑料表面亲合水分，离子型表面活性剂还有导电作用。可将体积电阻高的高分子材料表面层电阻率降低到1010 Ω以下，从而减轻高分子材料在加工和使用过程中的静电积累。以免有静电积累引发火灾和爆炸事故。抗静电剂可以分为内部抗静电剂和外部抗静电剂。本文介绍了几种抗静电剂，阐述抗了静电剂的作用机理，并对抗静电剂的发展趋势作了进一步的猜想

关键词

抗静电剂;抗静电剂;聚乙二醇己二酸磷酸酯;

Antistatic Agent and Prospects of the general

Situation of the Study

Wang kai

(Sichuan University of science and Engineering

,Zigong,Sichuan,643000）

Antistatic agent is added to the resin coated or attached to the plastic products, synthetic fiber surface to prevent high polymer material electrostatic hazard a list of chemical additive. Due to polymer volume resistivity generally up to 1010 ~ 1020 Ω· cm, easy savings electrostatic and dangerous, antistatic agent many system surface active agent, can make the plastic surface affinity moisture, ionic surfactant and conductive role. Can the volume resistance

high polymer materials surface resistivity decreased to 1010 Ω the following, so as to reduce the high polymer materials in processing and in the process of using electrostatic accumulation. In order to avoid electrostatic accumulation cause fire and explosion accident. Antistatic agent can be divided into internal antistatic agent and external antistatic agent. This paper introduces several kinds of antistatic agent, this paper expounds the resistance mechanism of electrostatic agent, and the development trend of the antistatic agent was further conjecture

Keywords

(Antistatic agent; Antistatic agent; Polyethylene glycol (peg) adipic acid phosphate ester; )

前言：

近年来，高分子合成材料因具有质轻价廉、外观优美、电绝缘性好以及易成型加工等优点而广泛应用于国民经济和日常生活的各个领域。然而，塑料等高分子制品的高电阻率往往使其在加工和使用过程中容易产生静电积累，从而造成静电吸

尘或静电放电等许多危害。因此，塑料的抗静电问题已引起人们的普遍关注[1]。在日常生活和生产中，许多材料在使用过程中容易产生静电积累，造成吸尘、电击，甚至产生火花后导致爆炸等恶性事故[2]。如在纺织工业中合成纤维的生产和加工；电子工业中各种静电敏感性元件的生产、运输、贮放，由于静电荷的积累往往会造成重大损失[3]；化工、炼油业、采矿业以及军事工业中，由各种非金属

材料的应用而引起的静电积累所造成的危害也屡见不鲜，在美国塑料电子部件于贮运过程中废品率达50％，损失高达50亿美元；我国石化企业静电事故产生的损失高达百万元以上，所以静电的防治已经引起人们的重视。目前最常用且行之有效的方法是使用抗静电剂以降低材料的表面电阻率，目前抗静电剂的开发与应用已成为重要的课题。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散静电荷产生的化学添加剂。抗静电剂自身没有自由活动的电子，属于表面活性剂范畴，它通过离子化基团或极性基团的离子传导或吸湿作用，构成泄漏电荷通道，达到抗静电的目的

一．概念

抗静电剂英文名称是Antistatic agent，简称ASA。由于聚合物的体积电阻率一般高达1010～1020Ω·cm，易积蓄静电而发生危险，而抗静电剂多系表面活性剂，可使塑料表面亲合水分，离子型表面活性剂还有导电作用，因而可以使静电及时泄漏

二．结构特征

抗静电剂一般都具有表面活性剂的特征，结构上极性基团和非极性基团兼而有之。常用的极性基团（即亲水基）有：羧酸、磺酸、硫酸、磷酸的阴离子，胺盐、季铵盐的阳离子，以及-OH、-O-等基团，常用的非极性基团（即亲油基或疏水基）有：烷基、烷芳基等，从而形成了纤维工业常用的五种基本类型的ASA，即胺的衍生物，季铵盐，硫酸酯、磷酸酯以及聚乙二醇的衍生物。ASA 当涂层用时，疏水基团吸附于材料表面，最外层形成一层ASA 的分子层；

当采用共聚方法形成双组分纤维时，外部的ASA 分子层受到破坏，内部的ASA 便可以渗透到材料表面；材料表面有一个平滑的ASA 分子层，表面摩擦系数的降低使静电产生几率减少，但外用ASA 耐洗牢度不好，可考虑用反应性化合物与纤维在高温下形成共价键结合[11]。

三．抗静电机理

外用ASA 一般以水、醇或其它有机溶剂作为溶剂或分散剂，进行涂覆疏水基团附着于材料表面，向外排列的亲水基团吸收环境中的微量水分，因为水是高介电常数的液体而形成导电层，并且纤维中所含的微量电解质也一定程度地降低表面电阻；用于织物的ASA 多为饱和长碳链阳离子表面活性剂，因纤维表面呈负电性而容易被吸附形成湿气膜，这样材料摩擦间隙的介电常数也明显提高；如果ASA 为离子化合物时，本身便具有离子导电作用[12]。内用ASA 在聚合物中分布是不均匀的，当添加到一定数量时，复合材料的表面会形成一层亲水基团向外排列的膜，同时内部的ASA 能向表面渗透以

抗静电剂

补充膜层的缺损；因此ASA 与聚合物的相容程度便形成了矛盾的两方面，相容性好会使向外表渗透速度放慢，难以及时补充表层ASA 损失，反之又会使材料过早地丧失抗静电性能。

分类通常是些长链的烷基季铵、磷或鏻盐，以氯化物作平衡离子。它们在极性基质中，如硬质聚氯乙烯和苯乙烯类聚合物中效果很好，但对其热稳定性有不良影响。这类抗静电剂通常不得用于与食物接触的物品中；而且抗静电效果仅为乙氧基化胺类之类内用抗静电剂的1/5到1/10。