抗静电剂有哪些分类？他们的结构特征很不同
发布时间：2023-02-22
抗静电剂是添加在塑料之中或涂敷于模塑制品的表面，以达到减少静电积累目的的一类添加剂。
通常根据使用方法的不同，抗静电剂可分为内加型和外涂型两大类，用于塑料的主要是内加型抗静电剂。也可按抗静电剂的性能分为暂时性的和永久性的两大类。
一、抗静电剂分类有哪些？
1、根据使用方式的不同, 抗静电剂可以分为外涂型和内混型两种。
外涂型抗静电剂是指涂在高分子材料表面所用的一类抗静电剂。一般用前先用水或乙醇等将其调配成质量分数为 0.5 ～ 2.0 % 的溶液，然后通过涂布、喷涂或浸渍等方法使之附着在高分子材料表面，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 , 也有一些为两性型和阴离子型抗静电剂；
内混型抗静电剂是指在制品的加工过程中添加到树脂内的一类抗静电剂。常将树脂和添加其质量的 0.3 ～ 3.0 % 的抗静电剂先机械混合后再加工成型。此种以非离子型和高分子永久型抗静电剂为主，阴、阳离子型在某些品种中也可以添加使用。各种抗静电剂分子除可赋予高分子材料表面一定的润滑性、降低摩擦系数、抑制和减少静电荷产生外，不同类型的抗静电剂不仅化学组成和使用方式不同，而且作用机理也不同。
2、根据用法的不同，表面活性抗静电剂有两种，即外用的和内用的。
外用的、或局部的抗静电剂是通过喷撒、擦搽或浸渍而施于聚合物的表面。这种外用抗静电剂虽然适用于多种聚合物，但它们的效力只是暂时的，事后与溶剂接触或与它物磨擦很容易失掉。内用抗静电剂则是在聚合物加工过程中掺合于其中。这样的表面活性抗静电剂能够补充因搬运处理而被磨蚀的抗静电功能。这种内用抗静电剂的作用有赖于喷霜。这里喷霜的意思是指加入于树脂中的内用抗静电剂部分地向聚合物表面迁移的过程。因此，内用抗静电剂具有长期的抗静电保护作用。
表面活性抗静电剂可分为阳离子型的、阴离子型的和非离子型的。
A、阳离子抗静电剂
通常是些长链的烷基季铵、磷或鏻盐，以氯化物作平衡离子。它们在极性基质中，如硬质聚氯乙烯和苯乙烯类聚合物中效果很好，但对其热稳定性有不良影响。这类抗静电剂通常不得用于与食物接触的物品中；而且抗静电效果仅为乙氧基化胺类之类内用抗静电剂的 1/5 到 1/10。
B、阴离子抗静电剂
通常是些烷基磺酸、磷酸或二硫代氨基甲酸的碱金属盐，也是主要用于聚氯乙烯和苯乙烯类树脂中；它们在聚烯烃类树脂中的应用效果与阳离子抗静电剂相似。在阴离子抗静电剂中，烷基磺酸钠已广泛应用于苯乙烯系树脂、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯中。
C、非离子型抗静剂
乙氧基化脂肪族烷基胺代表着最大的一类抗静电剂。它们广泛地应用于聚乙烯、聚丙烯、ABS和其他苯乙烯系聚合物中。生产销售的有好几种乙氧基化烷基胺，其区别在于烷基链的长度和不饱和度的大小。乙氧基化烷基胺是很有效的抗静电剂，即使是在相对湿度低的情况下亦然，而且长期有效。这类抗静电剂已获联邦食品医药管理局批准，应用于与食品间接接触的物品中，其他商业上有价值的非离子型抗静电剂还有乙氧基化烷基酸胺，如乙氧基月桂酷胺，及甘油一硬脂酸酯（GMS）。乙氧基月桂酷胺适用于在湿度小的环境里使用的聚乙烯和聚丙烯，而且要求有速效长效的抗静电功能的场合。GMS类抗静电剂则只考虑用于加工过程中的静电保护。尽管 GMS 向聚合物表面迁移的速度快，但它不能像乙氧基化烷基胺或乙氧基化烷基酸胺那样发挥持久的抗静电作用。
可以将高达 75 % 的液体或低熔点的乙氧基化烷基肢和聚合物掺合制成浓缩母料，这些母料是自由流动的小球状产品，易于装运，而其混炼时易于分散。乙氧基化烷基胺母料的优点可归纳如下：
a、分散性好，添加了预分散活性材料。
b、装运性好，自由流动的小球状产品，易计量，易混合。
c、加工性能好，在挤出机中少有螺杆打滑。
二、抗静电剂结构特征有哪些？
抗静电剂一般都具有表面活性剂的特征，结构上极性基团和非极性基团兼而有之。常用的极性基团（即亲水基）有：羧酸、磺酸、硫酸、磷酸的阴离子，胺盐、季铵盐的阳离子，以及 -OH、-O- 等基团，常用的非极性基团（即亲油基或疏水基）有：
烷基、烷芳基等，从而形成了纤维工业常用的五种基本类型的 ASA，即胺的衍生物，季铵盐，硫酸酯、磷酸酯以及聚乙二醇的衍生物。ASA 当涂层用时，疏水基团吸附于材料表面，最外层形成一层 ASA 的分子层；当采用共聚方法形成双组分纤维时，外部的 ASA 分子层受到破坏，内部的 ASA 便可以渗透到材料表面；材料表面有一个平滑的 ASA 分子层，表面摩擦系数的降低使静电产生几率减少，但外用 ASA 耐洗牢度不好，可考虑用反应性化合物与纤维在高温下形成共价键结合。
外用 ASA 一般以水、醇或其它有机溶剂作为溶剂或分散剂，进行涂覆疏水基团附着于材料表面，向外排列的亲水基团吸收环境中的微量水分，因为水是高介电常数的液体而形成导电层，并且纤维中所含的微量电解质也一定程度地降低表面电阻；用于织物的 ASA 多为饱和长碳链阳离子表面活性剂，因纤维表面呈负电性而容易被吸附形成湿气膜，这样材料摩擦间隙的介电常数也明显提高；如果 ASA 为离子化合物时，本身便具有离子导电作用。
内用 ASA 在聚合物中分布是不均匀的，当添加到一定数量时，复合材料的表面会形成一层亲水基团向外排列的膜，同时内部的 ASA 能向表面渗透以补充膜层的缺损；因此 ASA 与聚合物的相容程度便形成了矛盾的两方面，相容性好会使向外表渗透速度放慢，难以及时补充表层 ASA 损失，反之又会使材料过早地丧失抗静电性能。
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