抗静电剂和导电剂讲稿.ppt
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1、关于抗静电剂和导电剂第一页,讲稿共三十二页哦概述大多数合成高分子材料都具有优异的加工性和大多数合成高分子材料都具有优异的加工性和电绝缘性,其表面电阻率很高电绝缘性,其表面电阻率很高(通常为通常为1010121210103030cm)cm),因此在使用过程中容易积累,因此在使用过程中容易积累静电荷。静电荷。静电荷累计到一定程度,会引发一系列危害。静电荷累计到一定程度,会引发一系列危害。轻则吸附灰尘,造成产品污染;重则引起火灾、轻则吸附灰尘,造成产品污染;重则引起火灾、爆炸等重大事故。爆炸等重大事故。第二页,讲稿共三十二页哦 在涂料工业中,合成高分子材料作为成膜物在涂料工业中,合成高分子材料作为成
2、膜物质用来制备高等涂料。抗静电剂、导电剂属于典质用来制备高等涂料。抗静电剂、导电剂属于典型的功能性助剂,可改变成膜物质的电性能。型的功能性助剂,可改变成膜物质的电性能。一般,表面电阻率在一般,表面电阻率在1091014cm的可视的可视为抗静电材料,能使高分子材料具有这一性能的为抗静电材料,能使高分子材料具有这一性能的添加剂成为抗静电剂。添加剂成为抗静电剂。第三页,讲稿共三十二页哦 在工业上采用抑制静电荷的产生和促进电荷的泄在工业上采用抑制静电荷的产生和促进电荷的泄来解决材料的带电问题。有以下几种方法:来解决材料的带电问题。有以下几种方法:提高材料加工环境和使用场所的湿度,提高材料加工环境和使用
3、场所的湿度,有利于抑制电荷的产生和促进电荷的泄漏;有利于抑制电荷的产生和促进电荷的泄漏;对聚合物进行结构改性,引入极性化或对聚合物进行结构改性,引入极性化或离子化基团,提高导电性;离子化基团,提高导电性;在材料加工过程中利用导电装置或在制品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;中加入导电性材料;第四页,讲稿共三十二页哦 用氧化剂或采用电晕放电处理制品表面,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;提高高分子材料表面的导电性;在高分子材料中添加导电性填料,如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;炭黑、金属氧化物粉末或金属粉末;采用导
4、电性高分子材料或导电性涂料进采用导电性高分子材料或导电性涂料进行表面预处理;行表面预处理;添加抗静电剂,提高高分子材料的极性添加抗静电剂,提高高分子材料的极性或吸湿性。或吸湿性。第五页,讲稿共三十二页哦抗静电剂所谓所谓抗静电剂抗静电剂是指涂敷于材料表面或掺和在材料内部,是指涂敷于材料表面或掺和在材料内部,以防止或减轻静电积累的一类化学助剂以防止或减轻静电积累的一类化学助剂.外部抗静电剂是把抗静电剂以一定浓度溶于醇或醇外部抗静电剂是把抗静电剂以一定浓度溶于醇或醇-醇醇混合溶液中,对塑料等表面进行涂覆或浸渍,经干燥抗混合溶液中,对塑料等表面进行涂覆或浸渍,经干燥抗静电剂结合在制品表面,不会影响聚合
5、物的加工性能和静电剂结合在制品表面,不会影响聚合物的加工性能和物理机械性能,但会因摩擦、洗涤或向聚合物内部迁移物理机械性能,但会因摩擦、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。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,使其保持比较持剂损失后能及时迁移到制品表面,使其保持比较持久的抗静电效果。但是抗静电剂容易向外迁移造成久的抗静电效果。但是抗静电剂容易向外迁移造成流
6、失,故抗静电性能不能持久流失,故抗静电性能不能持久 第六页,讲稿共三十二页哦抗静电剂的分类 种类结构主要成分适 用 树脂阳 离 子型季胺盐单烷基、二烷基卤素、硝酸、有机酸PVC阴 离 子型磷酸盐磺酸盐脂肪酸、聚氧化乙烯附加物烷基、烷基苯PS、PE、PP、PVC非 离 子型脂肪酸多元醇酯聚氧化乙烯附加物单烷基、二烷基丙三醇、聚甘油、聚氧化乙烯、山梨糖醇、多元醇烷基胺、烷基酰胺聚氧化乙烯ABS、PE、PP、PVC两性型内胺盐丙胺酸盐胺、烷基酰胺碳酸、磺酸PS、ABS高 分 子型聚丙烯酸衍生物聚氧化乙烯、碳酸、磺酸、季铵PE、PP第七页,讲稿共三十二页哦阳离子型:阳离子型抗静电剂主要包括胺盐、季铵阳
7、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盐烷基氨基酸盐等。其中季铵盐最为重要,抗静电性抗静电性能优良能优良,对高分子材料有较强的附着力对高分子材料有较强的附着力,广泛用作纤广泛用作纤维和塑料的抗静电剂。但是维和塑料的抗静电剂。但是,有些季铵盐化合物热稳有些季铵盐化合物热稳定性差定性差,具有一定的毒性和刺激性具有一定的毒性和刺激性,并且与某些着色并且与某些着色剂和荧光增白剂反应剂和荧光增白剂反应,作为内部抗静电剂使用受到限作为内部抗静电剂使用受到限制。制。各类抗静电剂的主要特征第八页,讲稿共三十二页哦季铵盐是用叔胺与烷基化试剂通过季铵化是用叔胺与烷基化试剂通过季铵化反
8、应来合成的。通常的烷基化试剂有烷基卤化反应来合成的。通常的烷基化试剂有烷基卤化物如物如CHCH3 3ClCl、CHCH3 3BrBr、CHCH2 2=CHCH=CHCH2 2Cl,Cl,芳香族卤化物如芳香族卤化物如C C6 6H H5 5CHCH2 2ClCl、C C6 6H H5 5Cl Cl 以及硫酸二烷酯等。以及硫酸二烷酯等。随着所使用的叔胺和烷基化试剂的不同随着所使用的叔胺和烷基化试剂的不同,作为抗静电剂使作为抗静电剂使用的季铵盐品种很多用的季铵盐品种很多,较重要的代表性品种有以下几类较重要的代表性品种有以下几类第九页,讲稿共三十二页哦(1)烷基叔胺氯化物:代表品种有硬脂酰三甲基氯化铵
9、代表品种有硬脂酰三甲基氯化铵 (如如Arguad 18)Arguad 18),硬脂酰二甲基戊基氯化铵硬脂酰二甲基戊基氯化铵,广泛作为纤维、织物的抗静电剂、柔软剂。广泛作为纤维、织物的抗静电剂、柔软剂。(2)烷基叔胺硝酸盐:代表品种有抗静电剂代表品种有抗静电剂SN,SN,是带有酰胺结构的阳离子季铵盐抗静电剂是带有酰胺结构的阳离子季铵盐抗静电剂,广泛作为塑料的内、外抗静电剂广泛作为塑料的内、外抗静电剂,可用于聚可用于聚 氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸树脂、氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸树脂、ABS ABS 树脂、树脂、聚乙烯、聚丙烯和聚酯等多种塑料。聚乙烯、聚丙烯和聚酯等多种塑料。第十页,讲稿共三十二页哦(3
10、)烷基叔胺硫酸酯盐:代表性品种有代表性品种有:(:(月桂酰胺丙基月桂酰胺丙基三三 甲基铵甲基铵)硫酸甲酯盐硫酸甲酯盐(美国氰胺公司美国氰胺公司Cyastat Cyastat LS)LS)、N,N-N,N-双双(2-(2-羟乙基羟乙基)-N-(3)-N-(3-十二烷氧十二烷氧基基-2-2-羟基丙基羟基丙基)甲铵硫酸甲酯盐甲铵硫酸甲酯盐(美国氰胺公司美国氰胺公司Cyastat 609)Cyastat 609)、三羟乙基甲基季铵硫酸甲酯盐、三羟乙基甲基季铵硫酸甲酯盐(英国英国Temas Temas 公司抗静电剂公司抗静电剂TM)TM)、N,N-N,N-十六烷基乙基吗啉硫十六烷基乙基吗啉硫酸乙酯盐酸乙
11、酯盐(美国美国Baird Baird 公司公司Barquat CME)Barquat CME)等等。第十一页,讲稿共三十二页哦(4)烷基叔胺磷酸盐:这类阳离子型抗静电剂有硬这类阳离子型抗静电剂有硬 脂酰胺丙基二甲基脂酰胺丙基二甲基-羟乙基铵二氢磷酸盐羟乙基铵二氢磷酸盐 (美国美国氰胺公司氰胺公司Cyastat SP)Cyastat SP)。除了季铵盐之外除了季铵盐之外,阳离子型抗静电剂还包括烷基阳离子型抗静电剂还包括烷基胺、环胺、酰氨基胺的盐、咪唑啉盐乙基丙烯酰胺盐胺、环胺、酰氨基胺的盐、咪唑啉盐乙基丙烯酰胺盐等。广泛的用作纤维的抗静电剂和表面处理剂。等。广泛的用作纤维的抗静电剂和表面处理剂。
12、第十二页,讲稿共三十二页哦阴离子型:在这类抗静电剂中在这类抗静电剂中,分子的活性部分是阴分子的活性部分是阴离子离子,其中包括烷基磺酸盐、硫酸盐、磷酸衍生物、高级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、氨基醇部分多为碱金属或碱土金属的离子、铵、有机胺、氨基醇等等,广泛用于化纤油剂、油品等的抗静电剂。在塑料工业广泛用于化纤油剂、油品等的抗静电剂。在塑料工业中中,除了某些烷基磷酸酯、烷基硫酸酯及其胺盐用作外部除了某些烷基磷酸酯、烷基硫酸酯及其胺盐用作外部
13、抗静电剂外抗静电剂外,一般较少用作内部抗静电剂使用。一般较少用作内部抗静电剂使用。第十三页,讲稿共三十二页哦非离子型:这类抗静电剂分子本身不带电荷而且极这类抗静电剂分子本身不带电荷而且极性很小。通常非离子型抗静电剂具有一个较长的亲油性很小。通常非离子型抗静电剂具有一个较长的亲油基基,与树脂有良好的相容性。同时非离子型抗静电剂与树脂有良好的相容性。同时非离子型抗静电剂毒性低毒性低,具有良好的加工性和热稳定性具有良好的加工性和热稳定性,是合成材料是合成材料理想的内部抗静电剂。理想的内部抗静电剂。主要有聚乙二醇酯或醚类、多元醇脂肪酸酯、脂主要有聚乙二醇酯或醚类、多元醇脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、脂肪胺
14、乙氧基醚等化合物。此类化合物肪酸烷醇酰胺、脂肪胺乙氧基醚等化合物。此类化合物分子中分子中,烷基链长以及极性集团的数量烷基链长以及极性集团的数量,对发挥最佳抗对发挥最佳抗静电效果至关重要。静电效果至关重要。第十四页,讲稿共三十二页哦两性抗静电剂:从广义上看两性型抗静电剂是指在抗从广义上看两性型抗静电剂是指在抗静电剂分子结构中同时具有两种或两种以上离子性质的静电剂分子结构中同时具有两种或两种以上离子性质的抗静电剂。日本丸茂秀雄等人对此类化合物抗静电剂做抗静电剂。日本丸茂秀雄等人对此类化合物抗静电剂做过广泛深入的研究过广泛深入的研究,发表过许多论文和专著发表过许多论文和专著.通常通常,两两性抗静电剂
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