塑料抗静电剂复配技术
7页1、塑料抗静电剂复配技术塑料添加剂复配技术及复配产品的研制已为人们所重视,近期有关人士认为,为应对我国 加入WTO后的挑战,我国塑料助剂行业应加大研究开发复配型塑料添 加剂的力度和 对塑料抗静电剂现有产品及新品种的开发,从复配技术出发其主要 思路是由一种起主导作用的 表面活性剂适当加入与起协同作用的有效助剂形成最 终复合产品,这种产品的应用效果大 于组成它的各组份的单一效果。 尽管这些助 剂互相之间的协同作用理论解释须作更进一步的 探讨及研究,但对于塑料抗静电剂 从作用机理到实际应用效果都能加深对复配物协同作用及性能的进一步了解。(一添加型抗静电剂在塑料内部的扩散作用1:抗静电剂与塑料的相容性通常,添加型抗静电剂与塑料要有适宜的相容性 ,这样有利于抗静电剂在塑料 内部的分散 均匀性及优良的加工性能。 极大多数的抗静电剂采用了工业上特种表 面活性剂,表面活性剂 由于其特点在塑料内部有一定迁移能力,正因为这样,影响 添加型抗静电剂使用性能的很重要的因素是它们与塑料的相容性和向表面迁移的 速度。添加型抗静电剂与塑料母体应有适度 的相容性,若两者相容性过好,这对抗 静电剂性能的发挥并不利,由于两者
2、间分子引力,抗静电剂在塑料内部向外的迁移 的能力较低,因此只能加大抗静电剂的用量才能达到一定的 迁移速度,从而使抗静 电剂在塑料表面达到显示抗静电效果所需要的表面浓度,然而塑料 中抗静电剂含量过高,使塑料材料的物理机械性能劣化;若两者相容性过差,抗静电剂就会 在材料 表面完全析出(喷霜,这样会严重影响材料的表面特性,抗静电性能也不能持久。 因此,在抗静电剂的复配研究中要充分考虑各组份在塑料中所占的添加比例以保证 抗静电剂 在塑料中有适宜的相容性。 大量的应用实践表明,当抗静电剂与塑料具 有相适宜的相容性时,就能保证适量的抗静电剂从塑料内部迁移到表面以达到一定 的表面浓度,显示优良的抗静电 效果,而且在使用中经溶剂洗涤或摩擦等除去表面 的抗静电剂后又能迅速从内部迁移到表 面上从而恢复其抗静电效果。 这种相容性 的平衡可以从抗静电剂与塑料分子极性的适当差异或溶解度参数的适当差异来定 性判断。但有时也不能得到预期效果,更多的是通过实验来确 定抗静电剂是否有 适宜的迁移到塑料表面的速度。2:塑料的结晶度、密度及空隙率塑料的结晶度、密度及空隙率等结构性质对抗静电效果有很大影响。有关资料 介绍,当
3、抗静电剂加入量及品种相同时 丄DPE的表面电阻率p小于HDPE。这是 由于HDPE材料具有 较高结晶度,当用HDPE代替LDPE时,材料的结晶度和密度 增加而总空隙率减少,不利于抗 静电剂分子向材料表面扩散。而 LDPE结晶度较 低、总空隙率较高,抗静电剂分子在材料内 部向外表面扩散的速度就增快,因此表 面电阻率的降低就比较明显。3:抗静电剂的添加量抗静电剂的添加量对抗静电剂效果的发挥有着至关重要的作用,研究结果表明抗静电剂 性能与抗静电剂在塑料表面的浓度有关,这种表面浓度的高低取决于抗静 电剂的用量,用量过低则达不到所要求的抗静电性能。只有当抗静电用量达到一定 量时,经过分子迁移,抗静电剂在塑料表面形成一定浓度的分子层,就会出现十分 明显的抗静电效果。有关实验表明,抗静电剂分子在塑料表面的浓度堆积到平均十层以上 时才能使最外层亲水基形成各向同性的、易于导电和吸湿的连续膜。添加型抗静 电剂在表面浓度的大小完 全依赖于抗静电剂分子向表面扩散的速度。当然,影响抗静电剂在塑料内部扩散作用,除以上主要因素以外还有如塑料极性、抗静电剂的分子结构、分子量以及与其他添加剂的相互关 系等。研究添加型抗
4、静电剂在塑料 内部的扩散作用以及影响因素,对研究开发新型复合抗静 电剂具有极其重要的意 义。匚近期国外复配型抗静电剂的研究进展1:聚烯烃塑料抗静电剂聚烯烃塑料用抗静电剂属于量大面广的专用抗静电剂。国外研究的主要方向是开发耐高温、低毒或无毒的新品种,并以研制复合型抗静电剂为重点。其中羟 乙基化胺与脂肪酸多元醇酯复合在PP、PE中具有较明显的抗静电效果。例如: 以癸酸单甘油酯0. 2phr ,肉豆寇酸0. 3phr,十二烷基二乙醇胺0. 1phr ,添加于PE/ PP共聚物中,其表面电阻可达到5. 0 X 1010QJ3另有报道,将A/ B/ C = 50/45/ 20(其中A为月桂酸二乙醇胺,B为月桂酸单甘 油酯,C为CaSiO3作为PP用的抗静 电剂,可使制品表面电阻下降至7. 0 X1010Q。选用这些复合物是由于烷基胺聚 氧乙烯加成物虽然有良好的热稳定性和抗静电性,但由于与塑料的相容性差,即使 使用量很少都会在塑料表面大量析出而出现油粘层表面等缺点,为了减少这类非离子表面活性剂过多地向表面迁移并获得稳定的抗静电性能,在配方中添加脂肪酸单 甘油酯以及如CaSiO3、TiO2等无机填料
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