抗静电剂种类及作用机理
抗静电剂的作用原理
抗静电剂的作用原理
抗静电剂的作用原理是通过改变物体表面的电荷分布，减少或消除静电的积累。
静电通常是由物体表面的电子负荷不平衡引起的，而抗静电剂可以在物体表面形成一层薄膜或涂层，改变表面的电子分布，从而使负荷得到均匀分散。
具体来说，抗静电剂可以通过以下几种机制发挥作用：
1.导电机制：某些抗静电剂具有良好的导电性能，可以形成一
个导电层，使静电电荷能够快速流动，从而减少电荷的积累。
这种导电层可以与环境中的电流相连，将积累的电荷释放到地面，达到抗静电的目的。
2.抗静电荷分散机制：抗静电剂可以改变物体表面的电荷分布，使电荷分散得更加均匀。
此时，表面的正负电荷相互平衡，不会出现明显的静电现象。
3.抗静电屏蔽机制：有些抗静电剂可以形成一层绝缘膜，阻止
静电电荷在物体表面聚集，并起到屏蔽外界静电场的作用。
这样，即使环境中存在静电电荷，也不会对物体表面产生太大的影响。
总的来说，抗静电剂的作用原理是改变物体表面的电子分布，使电荷得到均匀分散，或通过导电层将电荷导出，从而减少或消除静电的积累。
这样可以防止静电对物体造成的危害，如火花放电、吸附尘埃等问题。
抗静电剂的分类及应用
抗静电剂的分类及应用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。
分类及特性【1】【3】表1为抗静电剂的主要种类抗静电剂按照使用方式可分为外部抗静电剂和内部抗静电剂两大类。
外部抗静电剂是把抗静电剂以一定浓度溶于醇或醇-醇混合溶液中,对塑料制品表面进行涂覆或浸渍,经过烘干或凉干抗静电剂牢固地结合在制品表面。
使用时不影响聚合物的加工性能和物理机械性能,但因摩擦、洗涤或向聚合物内部迁移而逐步减少,因此,处理后抗静电效果难以持久。
内部抗静电剂是在聚合物材料加工前或加工中加入的,其分子分散在聚合物分子之间,表面的抗静电剂损失后,能及时迁移到制品表面,使其保持持久的抗静电效果。
按照作用的耐久性又分暂时性抗静电剂和耐久性抗静电剂;按照抗静电剂的结构特征又可分为:无机盐类、表面活性剂、无机半导体、电解质高分子和有机半导体高聚物等,下面重点介绍表面活性剂抗静电剂。
这类抗静电剂按分子中的亲水基能否电离,以及离子化特征可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型。
1.阴离子型抗静电剂在这类抗静电剂中,分子的活性部分是阴离子,其中包括烷基磺酸盐、硫酸盐、磷酸衍生物、高级脂肪酸盐、羧酸盐及聚合型阴离子抗静电剂等。
其阳离子部分多为碱金属或碱土金属的离子、铵、有机胺、氨基醇等,广泛用于化纤油剂、油品等的抗静电剂。
在塑料工业中,除了某些烷基磷酸酯、烷基硫酸酯及其胺盐用作外部抗静电剂外,一般较少用作内部抗静电剂使用。
2.阳离子型抗静电剂阳离子型抗静电剂主要包括胺盐、季铵盐、烷基氨基酸盐等。
其中季铵盐最为重要,抗静电性能优良,对高分子材料有较强的附着力,广泛用作纤维和塑料的抗静电剂。
但是,有些季铵盐化合物热稳定性差,具有一定的毒性和刺激性,并且与某些着色剂和荧光增白剂反应,作为内部抗静电剂使用受到限制。
pe抗静电剂工作原理
pe抗静电剂工作原理PE抗静电剂是一种常用的防静电材料，它的工作原理主要是通过改变物体表面的电荷分布，从而达到消除或减弱静电现象的效果。
本文将详细介绍PE抗静电剂的工作原理，并探讨其在实际应用中的意义和局限性。
静电是指物体表面带电的现象，当两个物体接触或摩擦时，其中一个物体会失去或获得电子，从而形成正电荷或负电荷。
静电现象不仅会对人体健康产生影响，还会对电子设备、化工等领域的生产和使用造成困扰。
因此，研究和开发抗静电材料就显得尤为重要。
PE抗静电剂是一种基于聚乙烯（Polyethylene）的化合物，它的主要成分是导电剂和增塑剂。
导电剂能够使聚乙烯表面形成一层导电层，从而改变其电荷分布，减少静电的产生。
增塑剂则可以增加聚乙烯的柔韧性和可塑性，使其更易于加工和使用。
PE抗静电剂的工作原理可以分为两个方面。
首先，导电剂的加入使聚乙烯表面形成导电层，这种导电层能够吸收和分散静电荷，从而减少静电的积累。
其次，导电层能够加速静电荷的释放，使其迅速回归到中性状态。
通过这两个方面的作用，PE抗静电剂能够有效地减少静电现象的发生。
在实际应用中，PE抗静电剂被广泛用于各个领域。
在电子设备制造中，它可以用于防止静电对元器件的损坏，提高设备的可靠性和稳定性。
在化工行业中，它可以用于防止静电引发的火灾和爆炸，保障生产安全。
此外，PE抗静电剂还可以用于防止静电对纺织品、塑料制品等物体的吸附和附着，提高产品的质量和附加值。
然而，PE抗静电剂也存在一些局限性。
首先，它只能减少静电现象的发生，而不能完全消除静电。
因此，在某些对静电敏感的场合，如半导体制造和精密仪器生产等领域，还需要采取额外的措施来进一步减小静电的影响。
其次，PE抗静电剂的使用寿命有限，一般在数年左右。
因此，在长期使用的情况下，需要定期更换抗静电剂，以保证其有效性。
PE抗静电剂是一种常用的防静电材料，其工作原理是通过改变物体表面的电荷分布，减少静电的产生和积累。
抗静电剂
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外涂型抗静电剂
内混型抗静电剂
定义：
外
外涂型抗静电剂是指涂在高分
涂
型
子材料表面所用的一类抗静电剂。
抗
一般用前先用水或乙醇等将其调配成质量
静
分数为 0、5 %～2、0 %的溶液 ,然后通过涂
电
布、喷涂或浸渍等方法使之附着在高分子材
剂
料表面 , 再经过室温或热空气干燥而形成抗静
电涂层。此种多为阳离子型抗静电剂 , 也有一
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例子： 羰基甜菜碱、磺酸基甜菜碱、烷基丙氨酸
非离子型抗静剂
定义：
非离子型抗静A电DD剂YO是UR不TE带XT电HE荷RE且极性很小的表面活性JAoD物DhYn,在OU水R T中EXT不HE离RE解成离子, 无法通过自身A导DD电YO来UR泄TE漏XT电HE荷RE,其抗静电效果明显不及ADD离Y子OU型R T抗EXT静HE电RE剂,以聚氧
抗静电剂和表面张力的关系
抗静电剂和表面张力的关系引言静电是指物体表面积累的电荷，当物体与其他物体接触或离开时，可能会发生静电放电。
静电对于很多行业和领域都有影响，特别是在电子产品制造、化工和纺织等领域。
为了减少或消除静电现象，人们开发了抗静电剂。
而表面张力则是液体分子间相互作用力导致的现象，也与静电有一定的关系。
本文将探讨抗静电剂与表面张力之间的关系。
一、抗静电剂的作用原理抗静电剂是一种能够降低或消除物体表面静电的化学物质。
它们一般含有可以导电的成分，能够吸附并中和物体表面的电荷，从而减少或消除静电现象。
抗静电剂可以分为两种类型：导电型和抗静电型。
导电型抗静电剂是由导电材料制成，可以形成一层导电膜覆盖在物体表面，从而使电荷能够迅速地流动，减少静电积累。
而抗静电型抗静电剂则是通过改变物体表面的化学性质，使其具有抗静电的能力。
二、表面张力的定义和作用表面张力是指液体表面上分子间相互作用力导致的现象。
液体分子在表面处受到的分子间吸引力比在内部受到的吸引力要大，从而使液体表面形成一个薄膜。
这种薄膜的形成使得液体表面具有一定的弹性和抗拉伸的能力，即表面张力。
表面张力是液体表面的特性之一，对于液体的性质和行为有着重要的影响。
三、抗静电剂对表面张力的影响抗静电剂能够改变物体表面的化学性质，从而对表面张力产生一定的影响。
一般来说，添加抗静电剂会降低液体的表面张力。
这是因为抗静电剂的导电性质能够增加液体分子之间的相互作用力，进而改变液体表面的分子排列方式，减少液体表面膜的张力。
实际上，抗静电剂对表面张力的影响取决于多种因素，如抗静电剂的种类和浓度、液体性质等。
不同种类的抗静电剂对表面张力的影响程度可能不同。
此外，抗静电剂的浓度也会对表面张力产生影响，一般来说，随着抗静电剂浓度的增加，表面张力会逐渐降低。
四、抗静电剂和表面张力的应用抗静电剂广泛应用于电子产品制造、化工和纺织等领域。
在电子产品制造过程中，静电可能会对电子元件造成损害，因此需要使用抗静电剂来防止静电积累。
抗静电剂原理
抗静电剂原理引言静电是我们日常生活中经常遇到的一种现象，它不仅会给我们带来不便，还可能引起危险。
为了解决这个问题，科学家们研发出了抗静电剂。
本文将介绍抗静电剂的原理和作用，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、静电的危害静电的产生和积累会对人体和设备带来不良影响。
首先，静电会引起人体的不适，如皮肤干燥、刺痛感等。
其次，静电可能对电子设备和敏感仪器造成损害，导致数据丢失、设备故障等问题。
此外，静电还容易引发火灾和爆炸，对工业生产和生活安全带来潜在威胁。
二、抗静电剂的原理抗静电剂是一种能够中和和消除静电的物质。
其原理主要包括以下几个方面：1.导电性抗静电剂通常具有较高的导电性。
导电性是指物质能够传导电流的能力。
当物体带有静电荷时，抗静电剂中的导电性物质可以吸收和传导这些电荷，降低静电的累积程度。
2.界面活性剂抗静电剂中常含有界面活性剂。
界面活性剂是一种能够降低液体表面张力的物质。
它可以在物体表面形成一层薄膜，减少静电的产生和积累。
3.湿润性抗静电剂通常具有较高的湿润性。
湿润性是指物质与液体接触时能够迅速扩散和渗透的能力。
抗静电剂的高湿润性可以使其迅速覆盖在物体表面，有效地减少静电的产生。
4.电中性抗静电剂一般具有中性或接近中性的电性。
中性是指物质的电荷量接近于零，不会对周围环境产生较大的电场。
抗静电剂的电中性特性可以降低静电的产生和积累。
三、抗静电剂的应用抗静电剂广泛应用于各个领域，如电子、纺织、化工、医疗等。
以下是一些常见的应用场景：1.电子行业在电子设备制造过程中，抗静电剂可以防止静电对电子元器件的损害。
它可以降低电路板上的静电荷积累，保护电子元件的正常工作。
2.纺织业纺织品常常会因为摩擦而带电，给人体带来不适。
抗静电剂可以被添加到纺织品中，中和纤维表面的静电荷，使其具有抗静电功能。
3.化工业在化工生产过程中，静电可能引发爆炸和火灾。
抗静电剂可以被添加到化工原料中，消除静电的累积，提高生产安全。
《抗静电剂》PPT课件
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外用抗静电剂：采用涂布、喷雾、浸渍 等方法使它附在塑料、纤维表面，耐久性 较差，所以又叫做暂时性抗静电剂。
内用型抗静电剂(或混炼型抗静电剂)： 在树脂加工过程中(或在单体聚合过程中)添 加到树脂组成中的抗静电剂，因其有较好 的耐久性，又称为永久性抗静电剂。
③在材料加工过程中利用导电装置或在 制品中加入导电性材料；
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④用氧化剂或采用电晕放电处理制品表面，提 高高分子材料表面的导电性；
⑤在高分子材料中添加导电性填料，如炭黑、 金属氧化物粉末或金属粉末；
⑥采用导电性高分子材料或导电性涂料进行表 面预处理；
⑦添加抗静电剂，提高高分子材料的极性或吸 湿性。
由于静电的干扰，使合成纤维厂和纺织 厂的劳动生产率下降，产品质量降低。因 此，增加其抗静电性能非常重要。
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除聚合物材料的静电积累外，液体燃料 因静电而导致的事故也是很严重的。
例如，因冲洗油罐、油轮引起静电爆炸、 火灾在70年代之前时有发生；即使用海水 冲 洗 油 轮 也 带 来 严 重 的 静 电 。 1973 年 11 月 “Golar Patricia”油船(21.6万t)的爆炸沉没， 就是静电带来的恶果。
1971年前苏联用硝化油与硬脂酸的混合物作为 抗静电剂。80年代末，前苏联对油酸镁，环烷酸铬 和烷基水杨酸铬的抗静电性进行了研究，用1.2ppm 二油酸铬丁二酮二茂铁消除汽油静电的试验。
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目前在塑料和纤维工业中使用的抗静电 剂主要有五种基本类型：胺的衍生物，季 铵盐，磷酸酯，硫酸酯以及聚乙二醇的衍 生物，总计约有100个品种。
抗静电剂品种与类型、性能测试、作用机理
(一)阳离子型季胺盐1．十八烷基二甲基羟乙基季胺硝酸盐（简称抗静电剂SN)棕色油状粘稠物，室温下易溶于水及丙酮、丁醇，180℃以上时分解，应密封贮存。
可用作聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯薄膜及塑料制品的抗静电剂。
2．硬脂基三甲基季胺盐酸盐3．硬脂酰胺丙基二甲基羟乙基季胺硝酸盐这是一种阳离子多官能团抗静电刘。
4．硬脂基二甲基羟乙基季胺高氯酸盐5．三羟乙基甲基季胺甲基硫酸盐淡黄色油状粘稠液体，易溶于水，有吸湿性也应密封贮存。
先将它溶于适当溶剂中，然后与少量塑料粉末混合，干燥后再加入待加工的塑料粉中。
一般用量为0.5-2份即可达到良好的抗静电效果。
6．IM—Ca这是一种咪唑与碱金属卤化物的反应物，为阳离子型抗静电剂(由上海助剂厂试生产)。
该化合物中咪唑基可作为疏水性基团而与树脂有一相容性，碱金属卤化物可作为亲水性基团，易于吸潮。
它是白色结晶粉末，熔点117℃，溶于无水乙醇。
(二)阴离子型磺酸盐1．对壬基二苯醚磺酸钾(简称DPE)2．对壬基苯氧基丙烷磺酸钠(简称NP)(三)非离子型抗静电剂1．二丁基油酸酰胺(简称DBO)2．六甲基磷酰三胺(简称HPT、HMPT、HMPA)水白色液体，比重1．02，可燃，溶于水和极性溶剂。
3．HZ-14．乙二胺的环氧乙烷环氧丙皖加成物(Ietronic)5．N—氧乙基化烷基胺内部抗静电剂选择作为内部抗静电剂要求:- 具有足够的极性来发挥它的抗静电功能；- 和聚合物处于平衡的结合中；- 在整个加工条件范围内保持与聚合物基体良好的相容性；- 与聚合物中的其他助剂相容；- 具有热稳定性；- 对材料性能没有任何的副作用；对于与食品接触的应用, 抗静电剂还需要具备食品要求的洁净度(满足国内规定要求)。
综上所述, 我们清楚地看到对于一个特定的聚合物，生产路线及最终产品的组合来说，选取的抗静电剂也是很特定具体的。
在工业生产中，主要有两种方法用来测试抗静电剂的表现:电荷的半衰期是指给定样品上的一个电荷寿命的一半。
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摩擦生电是众所周知的自然现象，静电在某些方面是有益的，如静电植绒等，而在某些方面又是有害的。
其在纺织染整加工中的危害主要表现在:由于静电的作用，造成纤维间抱合性差、易卷绕罗拉、绕皮辊粘卷及断头等质量问题，影响纺纱的顺利进行。
织造过程中静电会影响顺利开车;染整加工中,织物烘干后易吸附在金属体上,造成织物卷缠在滚筒上。
落布时,因织物带相同静电而互斥,造成落布不整齐,折叠歪斜。
印花时如有带静电粉末则会堵塞筛网而使印花无法进行，衣服穿用过程中产生的静电易沾灰尘，缠贴身体及穿着不舒适等。
可见,静电现象在纺、织、染加工中必须采取有效办法加以解决。
抗静电的方法，一方面是控制其起电,另一方面是把产生的电荷迅速泄漏掉。
泄漏电荷主要采取提高环境湿度和增加纤维材料的导电率2种办法。
而增加纤维导电率中最重要也是最有效的办法就是使用抗静电剂，即利用其在纤维表面形成具有电导性的离子层。
★抗静电剂的作用机理
抗静电剂的作用机理主要有2种。
其一认为抗静电剂能够形成电导性的连续膜,即能赋予纤维表面具有定吸湿性与离子性的薄膜,进而使电导度得到提高,以达到抗静电的目的。
其二对表面活性剂而言,认为表面活性剂的吸附性和定向性是决定其具有抗静电效果的重要因素,吸湿性并不起支配作用。
因表面活性剂大多是由长碳链的疏水基和离子性的亲水基组成，在处理纤维时疏水基和纤维的表面相结合，亲水基则处于纤维表面的最外层,所以导电性能良好。
一、抗静电剂种类
抗静电剂有多种。
按作用的耐久性分,包括暂时性抗静电剂和耐久性抗静电剂。
一般用于合成纤维的纺丝、纺纱、织造用的抗静电剂多为外部用、暂时性抗静电剂,而作为织物成品后整理用的多为耐久性抗静电剂。
1、暂时性抗静电剂
广义来说，具有吸湿性及离子性的化合物均可用作暂时性抗静电剂。
多元醇类有机物能赋予纤维一定的吸湿性,但是其导电性不是很好;而具有吸湿性和离子
性的电解质虽吸湿导电性好,但易使机件生锈并刺激皮肤.--般不用作抗静电剂。
作为暂时性抗静电剂的主要为表面活性剂。
①阴离子型表面活性剂
阴离子型表面活性剂如烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸酯、烷基苯酚聚氯乙烯醚硫酸酯及烷基磷酸酯都有抗静电作用,其中后两者的抗静电效果最好。
磷酸酯类多为正磷酸单酯或双酯的钠盐及钾盐。
此类表面活性剂的优点是水中溶解性好，起泡性小，柔软性及抗静电性好,缺点是耐硬水性较差。
烷基磷酸酯常用于合成纤维纺丝油剂,具有良好的抗静电性和柔软平滑性及良好的耐热性,并能增加油膜强度,减少摩擦损耗和纺纱工序的白粉，防止和抑制烷基硫酸酯和烷基磺酸盐等引起纤维着色和设备生锈等弊病。
②阳离子型表面活性剂
阳离子型表面活性剂的特性之一就是具有抗静电性,此外还具有良好的柔软平滑性及纤维吸附性。
缺点是能使染料变色、耐晒牢度降低且不能和阴离子型助剂、染料、增白剂同浴使用。
用作抗静电剂的阳离子型表面活性剂主要为季铵盐型。
③两性表面活性剂
两性表面活性剂能在纤维表面形成定向吸附层,从而提高纤维表面电导率以达到抗静电的目的。
主要有氨基酸型、甜菜碱型、咪唑啉型。
不仅具有良好的抗静电性、柔软性,还有良好的去污力和钙皂分散性。
④非离子型表面活性剂
非离子型表面活性剂中含有羟基或氧乙烯基(- CH2CH2O),它们能与水形成氢键,增加纤维的吸湿性，因含水量的提高而降低材料表面电阻，从而使静电易
于泄漏。
一般对于染料染色性能不发生影响，毒性小，对皮肤无刺激性,因而被广泛使用，主要用作合纤油剂。
常与离子型表面活性剂拼用,兼有润湿、乳化和抗静电作用。
⑤有机硅类抗静电剂
有机硅高分子长链具有弹性螺旋结构,热处理后甲基指向空气定向排列,具有柔软、润滑、防水功能若在大分子链上引人亲水性基团，则可起到抗静电作用。
主要有硅氧烷与聚氧乙烯醚共聚物、末端为磺酸(或盐)的有机硅氧烷及复合型有机硅等。
二、耐久性抗静电剂
暂时性抗静电剂都是水溶性的，在纤维或织物上经水洗或干洗后易于脱落,不能保持长期的抗静电效果。
耐久性抗静电剂能在纤维表面生成具有耐久性抗静电效果的薄膜,或分子结构中含有活性基团.能和纤维的官能团发生反应而与纤维键合,或能与合成纤维的纺丝原液混合进行纺丝,使纺出的纤维本身具有耐久性抗静电性能。
①丙烯酸和丙烯酸酯的共聚物
因其能在纤维表面形成阴离子型亲水性薄膜，且分子中羧基的亲水性很强,所以抗静电效果很好,特别适用于涤纶。
一般常用甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯共聚或再加羟甲基丙烯酰胺制成自交联的抗静电剂，耐洗性提高。
②聚胺类
多乙烯多胺与聚乙二醇反应而得,分子量较高,同时分子上有反应性基团,耐洗性也好，主要用作涤纶和腈纶的抗静电剂。
③聚酯聚醚类
环氧乙烷衍生物.由聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸聚氧乙烯酯进行嵌段共聚而制成。
此类抗静电剂经热处理后.疏水基与涤纶结构中的聚对苯二甲酸乙二醇酯共溶，使涤纶表面接上非离子型亲水性的聚氧乙烯基,这个基团具有很好的抗静电性及耐洗性，还可防止再沾污,同时有去污性能。
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