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關于抗靜電劑
塑料具有電絕性（導電聚合物除外），塑料與其他材料接觸或摩擦時會產生靜電積累。積累的靜電如不及時消除，可能導致靜電吸附、吸塵、火化放電等，引起燃燒、爆炸。
消除靜電的方法有導電材料（導電炭黑、金屬粉等）填充法、導電裝置法、抗靜電劑。
采用抗靜電劑（表面活性劑）消除塑料制品的靜電，有外部涂敷法和內部添加法。前者持久性差，多用于臨時性或短期靜電處理，應用范圍窄；內部添加法采用的離子型和非離子型表面活性，因基材樹脂的結構特性不同而分別選用。
降低摩擦系數，使玻璃纖維難于產生靜電，陽離子季銨類潤滑劑及咪唑啉類潤滑劑均具有抗靜電的作用。
形成導電通道，使電荷能很快地從纖維表面移走。對有機抗靜電劑，如聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯月桂酸酯、聚乙二醇等。它們均含有醚段，極易通過氫鍵與空氣中水分結合并形成導電通道，這些具有吸濕性的有機化合物與離子型的季銨鹽、叔胺鹽或羧酸鹽類有機化合物共同使用，可取得更好的抗靜電效果。
另一類最常用的抗靜電劑為無機鹽類，此類無機鹽有強烈形成水化物的趨勢，成為帶有結晶水的鹽類。也就是說具有較強的吸潮性，在浸潤劑膜上吸收水分的同時本身離解成離子，所以導電效果很好。
抗靜電劑的品種
根據化學組成不同。抗靜電劑可分為 硫酸衍生物、磷酸衍生物、胺類、季銨鹽、咪唑類以及環氧乙烷衍生物 等。
根據抗靜電劑分子中的親水基能否電離，分為 離子型和非離子型 兩種。離子型抗靜電劑根據電離后電荷的正負又分為陽離子型、陰離子型和兩性離子型三種。
? 1、陽離子抗靜電劑：
（1）單官能團：硬脂基三甲基季銨鹽酸鹽，主要用于聚烯烴、ABS、聚碳酸酯等；
（2）雙官能團：抗靜電劑硬脂酰胺丙基羥乙基季胺硝酸鹽，主要用于聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯薄及制品的抗靜電劑。
? 2、陰離子型抗靜電劑：
（1）單官能團型抗靜電劑對壬基苯氧基丙基磺酸鈉（NP），主要用于氯醋樹脂、ABS、聚烯烴等；
（2）多官能團抗靜電劑烷基雙（α－羥乙基胺磷酸酯），主要用于合成纖維；
（3）高分子型抗靜電劑為聚丙烯酸鹽、馬來酸酐和其它不飽和單體共聚物的鹽、聚苯乙烯苯磺酸等。主要用于纖維。
? 3、非離子型抗靜電劑：
（1）四溴雙酚A主要用于ABS、環氧樹脂、聚氨酯。同時也是阻燃劑；
（2）硬脂酸單甘油酯類，如ADA-10M及ASA－10等主要用于聚烯烴類。
? 4、兩性型抗靜電劑：
（1）烷基二羧甲基銨乙內酯，主要用于聚酯、尼龍等；
（2）十二烷基二甲基季乙內鹽，主要用于聚酯、聚丙烯、尼龍等。
各種抗靜電劑由于化學結構不同，性能各異，產生的效果也不同。
•陽離子型的季胺鹽類對高分子材料有較強的附著力，抗靜電性好，是塑料中用得較多的一類抗靜電劑，但對皮膚有刺激作用，且有毒，不適用于食品包裝薄膜。
•陰離子抗靜電劑，通常對皮膚無作用，又不影響塑料的著色，但在塑料中除酸性烷基磷酸酯或鹽和烷基硫酸外，通常很少使用。
•一般非離子型的抗靜電性較離子型差些，但熱穩定性好，不易引起塑料老化，尤適用于低溫條件下；還可與陰或陽離子型抗靜電劑并用。
•兩性型的抗靜電劑的最大特點是能與陰或陽離子型配合使用。它們均對聚合物有強的附著力，因而能發揮優良的抗靜電性。
根據使用方式的不同，抗靜電劑可以分為外涂型和內混型兩種。
外涂型抗靜電劑是指涂在高分子材料表面所用的一類抗靜電劑。一般用前先用水或乙醇等將其調配成質量分數為 0.5 %～2.0%的溶液，然后通過涂布、噴涂或浸漬等方法使之附著在高分子材料表面 , 再經過室溫或熱空氣干燥而形成抗靜電涂層。此種多為陽離子型抗靜電劑 , 也有一些為兩性型和陰離子型抗靜電劑。
內混型抗靜電劑是指在制品的加工過程中添加到樹脂內的一類抗靜電劑。常將樹脂和添加其質量的 0.3 %～3.0% 的抗靜電劑先機械混合后再加工成型。此種以非離子型和高分子永久型抗靜電劑為主 , 陰、陽離子型在某些品種中也可以添加使用。
各種抗靜電劑分子除可賦予高分子材料表面一定的潤滑性、降低摩擦系數、抑制和減少靜電荷產生外 , 不同類型的抗靜電劑不僅化學組成和使用方式不同 , 而且作用機理也不同。
一、分子結構和特征基團性質及添加量
抗靜電劑的效果首先取決于它作為表面活性劑的基本特性――表面活性 。
表面活性與親水基種類、憎水基種類 、 分子的形狀和分子量大小等有關。
當抗靜電劑分子在相界面作定向吸附時，會降低相界面的自由能及水和塑料之間的臨界接觸角。根據極性相似規則，表面活性劑分子的碳氫鏈部分傾向與高分子鏈段接觸，極性基團部分傾向與空氣中的水接觸。高分子材料作為疏水材料，抗靜電劑在其表面的主要作用就是形成規則的面向空氣中的水的親水吸附層。在空氣濕度相同的情況下，親水性好的抗靜電劑會結合更多的水，使得聚合物表面吸附更多的水，離子電離的條件更充分，從而改善抗靜電效果。
抗靜電劑的分子量太高，不利于它向高聚物表面遷移；分子量太低，耐洗滌性和表面耐摩擦性不佳。通常抗靜電劑的分子量比高聚物分子量小得多。加入低分子量物質可能會使高聚物材料的物理機械性能惡化。為了減少這種不良影響，抗靜電劑的一般添加量為 0.3%~2.0% 。抗靜電劑的添加量還視制品用途而異。
CMC （臨界膠束濃度）值是表面活性劑表面活性的一種量度。CMC值越小，表面活性劑達到表面（ 界面 ）吸附的濃度越低，或形成膠束所需濃度越低，因此抗靜電性的起效濃度也越低。不同結構的抗靜電劑添加量不同，并且隨制品形式的不同而不同。添加量有一個范圍。過低，抗靜電效果不明顯，過高，會影響材料的物理機械性能。薄膜、片材等薄制品的添加量較少，厚制品的添加量則相對較多。
二、其他添加劑的影響
高聚物材料加工時，往往要添加一些 穩定劑 、顏料 、增塑劑 、潤滑劑 、分散劑或阻燃劑等助劑。這些添加劑與抗靜電劑的相互作用也會對抗靜電效果產生很大影響。
陰離子型穩定劑會與陽離子型抗靜電劑形成復合物，從而降低各自的效果。潤滑劑通常能很快遷移到高聚物表面上，抑制了抗靜電劑的轉移。
若潤滑劑分子層覆蓋在抗靜電劑分子層上 ， 會使抗靜電劑表面濃度降低，顯著影響抗靜電效果；有時由于潤滑劑的影響，也會促進抗靜電劑向表面轉移。
增塑劑會增加大分子鏈間的距離，使分子運動更為容易，提高了高聚物的孔隙率，有利于抗靜電劑向制品表面遷移發揮抗靜電作用。有些增塑劑會降低高聚物的玻璃化溫度，也可使抗靜電劑的效果增大。
分散劑、穩定劑及顏料等無機添加劑，一般都有較強的吸附能力，使抗靜電劑難以遷移到表面上，對抗靜電劑的擴散遷移具有反作用，抗靜電效果會變差。
大多數無機添加劑都是細小的微粒，具有較大的表面積，易吸附抗靜電劑，使其不能有效地發揮抗靜電作用。顏料微粒則容易富集在抗靜電劑周圍，影響其向外擴散。例如：相同抗靜電劑濃度的 ABS 中加入二氧化鈦后，抗靜電作用降低。不同無機填料的吸附性不同，對抗靜電效果發揮的影響也不一樣。
此外，高聚物組分中的彈性體也會使抗靜電劑的效能變差。例如在聚丙烯與橡膠的復合材料中，發現抗靜電劑富集在橡膠組分周圍，使其難于遷移到表面。
加工過程的影響
聚合物制品的加工方式最終會影響制品中高分子鏈的規整程度、結晶度、結晶形態及有序化程度。
若高聚物在熔融狀態下成型后，立即在低于其玻璃化溫度的室溫下進行冷卻，抗靜電劑就很難擴散到制品表面，從而沒有足夠的抗靜電效果。
若制品在高于玻璃化溫度的溫度下冷卻，由于大分子鏈段運動有助于抗靜電劑擴散，這樣不僅制品能呈現出足夠抗靜電效果，而且即使用摩擦或水洗除去表面上的抗靜電劑，也能較迅速恢復其抗靜電效果。
摘自 ***
