各类抗静电填料的电阻率影响因素+相容性究竟如何？（下）
发布时间：2023-07-04
上次我们来全面了解抗静电剂其化学性质有关的重要方面，以及影响抗静电剂选择的因素，包括它们与各种聚合物（如聚烯烃，聚酯，聚酰胺，含氟聚合物等）的相容性。
除了这两大类的抗静电剂，还有一些导电填料和添加剂，广泛用于 ESD，EMI 或 RFI 屏蔽。今天我们来详细探索它们…
我们依据的主要条例包括：
1、法国塑料工业标准（FPL）
2、日本协会的卫生标准（JHPA）
3、日本聚烯烃协会的卫生标准（JHOSPA）
4、美国食品药品管理局条例（FDA）
5、德国标准（BgVV）
6、澳大利亚标准（食品接触标准AS2070.6（1995））
7、欧洲塑料生产商协会标准（APMEAP89/1）
8、玩具标准（欧洲 EN-71-3-1994. 澳大利亚 AS1647.3（1993））
9、美国 CONEG 和欧洲标准 94/62EC 标准
10、美国 UL 防火标准
导电填料和添加剂
这些解决方案导致了体积导电塑料的出现，该塑料可以充当导体，从已知的静电放电风险中接收来自其他静电材料的电子。所有适当填充的塑料均可用于 ESD，EMI 或 RFI 屏蔽：
炭黑
炭黑填充的电阻率由炭黑的表面积，及其表面的离子水平炭黑吸油值聚合物或最终聚合物合金的等级决定。
混合方式：炭黑会改变聚合物的其他性能，尤其是其颜色。
导电纤维
高度填充有导电炭黑的碳纤维和钢纤维以及导电纤维素，纤维在工业上用于使塑料和复合材料具有导电性。最终材料的电阻率取决于：
1、纤维的尺寸，长宽比，化学性质纤维水平
2、混合方式
有一些特定等级的产品，特别是作为导电塑料和橡胶的添加剂销售的。最终材料的其他属性，颜色，模量，冲击强度等均被修改。
石墨
最终材料的电阻率取决于：
石墨的类型：某些等级是针对其导电性专门开发的长宽比和石墨水平聚合物等级；
混合方式；
此外，石墨具有润滑性能。
某些生产商声称，电阻率可以是用导电炭黑获得的电阻率的数量级，根据使用的等级，电阻率可以更低或更高。
金属粉末或薄片
铝，铜，镍，银粉或薄片用于增加电导率。最终材料的电阻率取决于：
金属的粒度和形式与金属水平；
混合方式。
有一些特定等级的产品，特别是作为导电塑料和橡胶的添加剂销售的。聚合物会影响金属的选择。硫磺硫化特别会引起诸如硫和硫侵蚀的铜和银等金属的故障。修改其他属性，颜色，模量，冲击强度等。
一些由钛和锆制成的牌号是专门为在聚合物中获得 ESD 的应用而开发的，其他抗静电材料也被用于众多塑料中，例如 ABS，EVA，聚乙烯，聚丙烯，PVC，PETG，聚酰胺，聚醚砜，丙烯酸，聚氨酯。
碳纳米管（CNT）
CNT 正在快速增长，可用于批量生产或特定的设备。尽管成本连续下降，但是相对众所周知的 CNT 仍然很昂贵。碳纳米管（CNT）的极低电阻率允许获得 CN T含量低于 1% 的 EMI 聚合物，远低于常规和导电炭黑的使用水平。
固有导电聚合物（ICP）
ICP 是批量生产或特定设备的最令人兴奋的机会。它们特别用于透明电子，TCF（透明导电膜）和光伏。例如，几家公司提出了 PEDOT，聚苯胺，离子聚合物（IPE）等。
ICP 可以与各种常规塑料合金化，包括 ABS，丙烯酸，复合材料，聚酰胺，聚碳酸酯，聚酯，橡胶和 TPE。
评估抗静电性能
评估抗静电剂性能的常见测试是电阻率测试。结果表示为电阻率的对数。通常，将抗静电性能指定为特定湿度条件下的最大允许 log R。下表很好地反映了抗静电效果好的数值范围。
可以使用多种仪器（Hayek-Chromey，静态 Honestometer 或更常用的聚合物，Rothschild 的静态电压表）获得 Log R p。
抗静电剂选择标准
抗静电剂的选择将取决于加工条件和聚合物的性质。以下内容可能会影响静态耗散性能：
湿度聚合物制备温度
最终使用过程温度
湿度（RH%）对防静电性能的影响
尽管非离子类物质受正常植物相对湿度因素的影响较小，但磷酸盐和季胺往往会表现出基于湿度的明显行为。
磷的有效性随 RH% 的降低而显着降低。在聚合物加工过程中，将 RH 从通常的 60-70% RH 范围降低到小于 45% 会导致静电控制能力下降 10 倍。季胺通常不受湿度变化的严重影响，尽管有效性随分子量增加呈非线性关系。下图说明了 RH 对静电耗散（通过电阻率的对数测量）对物种分子量的影响。
电阻率（Log R）与分子量下面的选择表提供了对单个类型内和类之间的耗散性能的了解。
基于聚合物类型的抗静电选择
聚合物的一般类别与抗静电剂结合使用效果良好。如果掺入可行，则认为无机盐和碳与所有聚合物体系完全相容。
以下指南显示了消散相对于物理形式和聚合物类型的静电的能力。（5 个为优，-5 个为差）。
* POlY 和尼龙 6（6,6）比 FDY 对低 MW 吸收问题更敏感。小于 C12 的 MW 酯只会导致短期的静电保护，而较长的存储时间则会导致加工不良。
转自——链塑网公众号