塑料抗静电剂的开发与应用

作者：阿科玛（中国）投资有限公司

欢迎访问e展厅 展厅 1 工程塑料展厅 聚乙烯(PE), 聚苯乙稀PS, 聚酰亚胺PI, 聚酰胺PA, PA66塑料(尼龙), ... 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。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组件的生产、运输、贮放，由于静电荷的积累往往会造成重大损失。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。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，而抗静电剂的开发与应用已成为重要的课题。 针对这些需求，法国ARKEMA（阿科玛）公司研发成功了适用于众多塑料，如尼龙，聚丙烯，聚乙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，热塑性聚氨酯弹性体（TPU），聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），据对苯二甲酸乙二醇酯（PET），丙烯晴-丁二酸-苯乙烯三元共聚物（ABS）及聚碳酸酯（PC）/（ABS）等，由嵌段聚醚酰胺制成的高分子永久型抗静电添加剂，可有效降低塑料的表面电阻达10 8-12。 通过常规的塑料加工方法，如挤出、注塑、吹塑等方法，帮助塑料基体达到永久抗静电的目的，且不影响塑料的性能与使用。 与传统的抗静电剂比较 化学抗静电剂 传统低分子质量的抗静电剂可以通过表面处理或者添加到数值基体中，随着其从材料内部迁移出来，通过无极性的分子链上的亲水基端部吸收空气中的水分，降低材料的表面电阻，从而达到释放静电电荷的目的。 这是一般生产抗静电聚合物最常用之方法，但低分子质量的抗静亦存在自身局限。其效果受周遭环境的相对湿度的影响很大，需要在湿润环境下才能起作用，干燥态即失效。且其抗静电的效果并不能马上显现，要等到抗静电剂慢慢渗移到物体表面方才生效；但另一方面等到抗静电剂渗到物体表面时，它又很容易因为碰触、抚摸、清洗而失去，故其抗静电效果并无法持续很长时间。而大部份的化学抗静电剂在180℃以下温度便已经分解或蒸发了，但很多聚合物之加工温度都高于这个温度，故化学抗静电剂的使用范围也被加工温度限制住了。 反观添加PEBAX®产品在各种湿度的环境下，皆能保持良好的抗静电效果；且其并不会渗移至物体表面，故其所提供的抗静电性是立即性而且是永久性的，不会因为触摸、清洗而丧失。至于PEBAX的加工温度可耐高温至400℃而不变质，故几乎可以应用于所有常用的热塑性塑胶。 导电填充物 一般人也会添加碳黑或金属填充物来制造导电性聚合物或抗静电性聚合物。但是以添加此类填充物来得到稳定的抗静电效果是非常苦难的一件事。因为化合物的导电性与所添加的导电填充物的数量并不是呈直接比例，亦即若是填充物的数量或状况有些微之改变，都有可能对导电性造成很大的影响。再者导电填充物限制了成品的颜色或形成斑纹，如碳黑等。PEBAX®则可以允许使用色料，甚至透明原料依旧可以保持透明，故在颜色表现上可以任所发挥，提高附加质量。 更值得提及的是：导电填充物会大大的改变原有的聚合物之物性，例如：耐冲击强度、弹性模量、密度和流动性等等，而使用PEBAX®则可使影响减至最低。 离子的高速公路 PEBAX® MH1657和MV1074在与聚合物混炼后，会在聚合物母体内形成一片导电的网状的脉络结构，此即电荷传导之媒介，就好像离子之高速公路一样，静电荷将透过此一密集网状结构迅速释放消失，这也就是为何PEBAX®会让聚合物成为永久抗静电之原因。下图为添加PEBAX®之后的热可塑塑胶在显微镜下之结构。因此，添加PEBAX不会迁移形成表面问题。不同于化学抗静电剂对周围湿度过于敏感。 最新研发更低电阻规格 随着市场对更低电阻率的永久抗静电剂需求的逐步提高，ARKEMA（阿科玛）公司也响应这一趋势，推出PEBAX® MH2030及 MV2080两个新规格。与常规传统牌号MH1657及MV1074相比，可以通过更少的添加比达到抗静电效果，从而更加减少对树脂基体的影响。同时，也在保证抗静电效果的同时，降低添加量，从而节约成本。 根据树脂基体以及最终应用从而选择相应的规格。MH2030具有一定的成本优势，而MV2080更适用于聚烯烃薄膜，以及需要较高洁净度和低挥发气的应用。 PEBAX®在抗静电市场上之应用 PEBAX®已经在抗静电市场上拥有非常广大的应用，包括：电脑机壳、电子工业之包装及储存容器、集成电路智慧卡、商用机器及部件（如影印机、印表机等），电子零件、磁盘片、录影带、抗静电纤维等。(end)

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