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高分子材料抗靜電技術(shù)
高分子材料抗靜電技術(shù)
摘 要：在自然以及我們?nèi)粘５纳钪袕V泛的純?cè)陟o電，像我們的呼吸時(shí)，空氣里每厘米就含有上萬(wàn)個(gè)帶電離子，像下雨時(shí)的雷電，在干燥季節(jié)里我們的身上穿的化纖衣物就會(huì)因?yàn)槟Σ炼a(chǎn)生靜電，這些都是很常見(jiàn)的靜電現(xiàn)象。
當(dāng)前，在生物工程應(yīng)用中靜電得到了廣泛的應(yīng)用。
本文就是介紹了高分子材料抗靜電的方法，并且闡述了高分子材料抗靜電技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：高分子材料 抗靜電 技術(shù)
通常情況下，兩種不同的物質(zhì)表面接觸的時(shí)候就會(huì)形成電荷的遷移。
在理論上來(lái)說(shuō)，靜電是普遍存在的，我們通過(guò)高分子材料一般都具有電絕緣性，所以會(huì)在摩擦后易產(chǎn)生帶電現(xiàn)象。
這種靜電輕則吸附灰，重則引起火災(zāi)等重大事故。
所以，怎樣消除積聚在高聚物表面的靜電，以及防止高聚物表面產(chǎn)生靜電作用，已成為當(dāng)今高分子材料研究領(lǐng)域的一個(gè)熱門(mén)課題。
一、防靜電技術(shù)的現(xiàn)狀
目前靜電技術(shù)是有很多種的，像我們平時(shí)用的塑料以及刷墻時(shí)用的涂料都是加入了導(dǎo)電的粉末，還有像石墨以及炭黑和和其他每一種金屬粉末以及易于離子化的很多種無(wú)機(jī)鹽類等這些是都可以防靜電。
有機(jī)靜電劑主要是包括季鐵鹽類等。
一般常用的有機(jī)抗靜電劑是表面活性劑，我們可以把它加到塑料內(nèi)部之后在擴(kuò)散到它的表面里，還可以用到塑料的表面上。
表面活性分子中有親水的部分還有親油的部分。
親水的那部分就留在塑料的表面上，就在表面形成導(dǎo)電層，因此形成了防靜電的表面層。
二、高分子抗靜電的方法概述
高聚物本身對(duì)電荷泄放的性質(zhì)決定了高聚物表面聚集的電荷量，它主要泄放方式為表面?zhèn)鲗?dǎo)、本體傳導(dǎo)以及向周圍的空氣中輻射，在這三者中以表面?zhèn)鲗?dǎo)為主要途徑。
這是因?yàn)楸砻骐妼?dǎo)率一般大于體積電導(dǎo)率，所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導(dǎo)所支配。
因此，通過(guò)提高高聚物表面電導(dǎo)率或體積電導(dǎo)率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚。
抗靜電劑是一類添加在樹(shù)脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產(chǎn)生的化學(xué)添加劑，添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導(dǎo)率的有效方法，而提高高聚物體積電導(dǎo)率可采用添加導(dǎo)電填料、添加抗靜電劑或與其它導(dǎo)電分子共混技術(shù)等。
三、添加導(dǎo)電填料
這樣的方法一般的是每種不同的無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料摻入高分子材料基體中去，目前此方法中所使用的無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。
四、與結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料共混
導(dǎo)電高分子材料中的高分子是由許多小的重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元組成，當(dāng)在材料兩端加上一定的電壓，材料中就有電流通過(guò)，即具有導(dǎo)體的性質(zhì)，凡同時(shí)具備上述兩項(xiàng)性質(zhì)的材料稱為導(dǎo)電高分子材料。
與金屬導(dǎo)體不同，它屬于分子導(dǎo)電物質(zhì)。
根本上講，此類導(dǎo)電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料，但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、易氧化和穩(wěn)定性差，無(wú)法直接單獨(dú)應(yīng)用，一般作導(dǎo)電填料與其它高分子基體進(jìn)行共混，制成抗靜電復(fù)合型材料，這類抗靜電高分子復(fù)合材料具有較好的相容性，效果更好更持久。
五、添加抗靜電劑法
永久性抗靜電劑。
永久性抗靜電劑是一類相對(duì)分子質(zhì)量大的親水性高聚物，它們與基體樹(shù)脂有較好的相容性，因而效果穩(wěn)定、持久、性能較好。
它們?cè)诨w高分子中的分散程度和分散狀態(tài)對(duì)基體樹(shù)脂抗靜電性能有顯著影響。
親水性聚合物在特殊相溶劑存在下，經(jīng)較低的剪切力拉伸作用后，在基體高分子表面呈微細(xì)的筋狀，即層狀分散結(jié)構(gòu)，而中心部分呈球狀分布，這種“蕊殼”結(jié)構(gòu)中的親水性聚合物的層狀分散狀態(tài)能有效地降低共混物表面電阻，并且具有永久性抗靜電性能。
六、我國(guó)高分子材料抗靜電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
我國(guó)許多科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)已陸續(xù)開(kāi)發(fā)出一些品種，以非離子表面活性劑為主，目前常用的品種有，大連輕工研究院開(kāi)發(fā)的硬化棉籽單甘醇、烷基苯氧基丙烷磺酸鈉、烷基二苯醚磺酸鉀，上海助劑廠開(kāi)發(fā)目前多家企業(yè)生產(chǎn)的抗靜電劑十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽，另外該廠生產(chǎn)的抗靜電劑硫酸二甲酯與乙醇胺的絡(luò)合物、抗靜電劑磷酸酯與乙醇胺的縮合物，北京化工研究院開(kāi)發(fā)的三組份或二組份硬脂酸單甘酯復(fù)合物、陽(yáng)離子與非離子表面活性劑復(fù)合物。
從抗靜電劑發(fā)展來(lái)看，高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產(chǎn)品，尤其是在精密的電子電氣領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)利用聚合物合金化技術(shù)開(kāi)發(fā)出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進(jìn)展。
七、結(jié)語(yǔ)
我國(guó)的合成材料抗靜電劑的行業(yè)發(fā)展的前景較好的，我們針對(duì)國(guó)內(nèi)的研究以及生產(chǎn)都應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)在的需求來(lái)調(diào)整自己的產(chǎn)業(yè)。
應(yīng)該加大新品種開(kāi)發(fā)的力度。
近幾年來(lái)國(guó)外在不斷的開(kāi)發(fā)高性能的抗靜電材料。
在我國(guó)科研院所應(yīng)根據(jù)我國(guó)合成材料制品要求，開(kāi)發(fā)出多種高性能、環(huán)保無(wú)毒的抗靜電品種，并不斷強(qiáng)化應(yīng)用技術(shù)研究，以滿足國(guó)內(nèi)需求。
導(dǎo)電機(jī)理無(wú)論是外涂型還是內(nèi)加型，高分子材料用抗靜電劑的作用機(jī)理主要有以下幾種：抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性，吸收空氣中的水分子，形成海一島型水性的導(dǎo)電膜。
離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導(dǎo)電性。
介電常數(shù)大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。
增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系數(shù)。
總的來(lái)看降低制品的表面電阻，增加導(dǎo)電性和加快靜電電荷的漏泄，減少摩擦電荷的產(chǎn)生。
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