1、 導(dǎo)電聚合物改性應(yīng)用介紹劉志維北京化工大學(xué)一、塑料聚合物電絕緣性的危害塑料聚合物電絕緣性在應(yīng)用中可能產(chǎn)生靜電積累，進(jìn)而發(fā)生靜電泄漏、電磁波和射頻干擾如：塑料梳子產(chǎn)生頭發(fā)豎立現(xiàn)象合成纖維制成衣服產(chǎn)生放電吸塵器外殼吸附大量灰塵電視屏幕吸附灰塵電視和收音機(jī)干擾等有些場合靜電泄漏甚至?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重火災(zāi)或爆炸事故二、塑料聚合物導(dǎo)電改性原理及方法原理：采取一定措施降低體電阻或表面電阻，使聚合物本身具有導(dǎo)電性或使電荷在聚合物中很快泄漏方法:通常是在聚合物中加入各種填料或在表面形成導(dǎo)電膜,通過復(fù)合而形成導(dǎo)電性1、表面處理 表面處理是指在塑料聚合物表面進(jìn)行導(dǎo)電處理以達(dá)到較高的導(dǎo)電率，包括金屬熱噴涂法，鍍層法和導(dǎo)電涂

2、層法2、導(dǎo)電填料層積復(fù)合法導(dǎo)電填料層積復(fù)合法是將金屬網(wǎng)、板、絲、 毯等作為中間層，兩側(cè)再層壓上塑料基材或利用雙層平行擠出方法制成一層為導(dǎo)電樹脂，另一層為普通樹脂的雙層制品3、填料分散復(fù)合法填料分散復(fù)合法是在塑料聚合物體內(nèi)混入不同填料，通過分散復(fù)合而制成導(dǎo)電塑料聚合物的方法4、外用暫時性抗靜電劑在塑料聚合物表面使用暫時性抗靜電劑使塑料表面具備暫時性抗靜電功能三、實驗課題及進(jìn)展塑料聚合物抗靜電添加劑的應(yīng)用1、普通型抗靜電材料 添加抗靜電劑到高分子材料當(dāng)中，形成抗靜電效果。這些抗靜電劑大多是表面活性劑類。 種類結(jié)構(gòu)主要成分用途陽離子型季胺鹽、季磷鹽、季碳鹽（親油基）單烷基，二烷基（陰離子）鹵素，過氯

3、酸，有機(jī)酸PVC、PS非離子型多元醇及多元醇酯聚氧化乙烯加成物（親油基）單烷基、二烷基、（多元醇）丙三醇、由梨糖醇、環(huán)氧乙烷、多元醇（親油基）烷基胺、烷基酰胺、脂肪醇、烷基酚（親水基）聚氧化乙烯和聚氧化丙烯ABS、PO、PVC兩性離子型內(nèi)銨鹽丙胺酸鹽（陽離子基）胺，烷基咪唑林（陽離子基）碳酸、磺酸PS、PO、PVC、PO陰離子型磷酸鹽（親油基）脂肪醇、聚氧化乙烯加成物（親油基）烷基、烷基苯PS、PO、PVC外部涂敷法的優(yōu)點是工藝簡單，抗靜電劑用量少 ，但其耐久性較差，抗靜電涂層在使用過程中往往因水洗或摩擦而容易脫落，因此是一種暫時性的抗靜電處理技術(shù)。內(nèi)部混煉法則是將以非離子型表面活性劑為主的抗

4、靜電劑與高分子材料機(jī)械混合后再加工成型，抗靜電劑分子由材料內(nèi)部向表面遷移，并在材料表面形成均勻的抗靜電層。即使在加工或使用過程中因摩擦或水洗等原因而導(dǎo)致表面抗靜電分子缺損，其內(nèi)部抗靜電分子還可不斷補(bǔ)充到表面，從而使其具有穩(wěn)定的抗靜電性能，因此是一種半永久性的抗靜電處理技術(shù)。 通常采用如下兩種加工方法：抗靜電劑類采用季胺鹽類抗靜電劑（市售），將其以2%的比例與高密度聚乙烯混合擠出并壓延成2mm片材。待靜止24小時后進(jìn)行表面電阻率的測量，其電阻率108。觀察表面有油狀物析出，不耐水洗。2、永久性抗靜電材料永久性抗靜電材料是添加或涂覆永久抗靜電劑的材料，永久抗靜電劑為含COONa、SO3Na、OCH

5、2CH3、PON（OH3）22、CONH2、SO3H、COOH 等官能團(tuán)的乙烯基聚合物。汽巴精化 Irgastat P18,P20當(dāng)加入含量5%即可使高密度聚乙烯表面電阻率降低至1063、結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料聚乙炔、聚苯胺、聚對苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩、聚喹啉等共軛性聚合物均可通過摻雜后形成高電導(dǎo)率的高分子材料。這類高分子主要是使聚合物中的電子不定域（結(jié)構(gòu)中有共軛雙鍵、鍵電子作為載流子），可在聚合物分子中引入導(dǎo)電性基團(tuán)（如取代的苯胺、具有鍵電子的芳基等）或摻雜其它材料（如碘等），通過電荷交換而形成導(dǎo)電性?？衫脤?dǎo)電高分子作抗靜電材料，但由于其分子剛性大、難熔、難溶、成型困難、易氧化和穩(wěn)定性差等，

6、因而無法直接單獨應(yīng)用，一般與其它基體高分子共混，制成復(fù)合型導(dǎo)電高分子。 4、無機(jī)填充抗靜電材料無機(jī)填充抗靜電材料種類繁多，主要有碳系、金屬系、金屬氧化物系等。不同的導(dǎo)電填料，可以和塑料等絕緣體混合后獲得不同的導(dǎo)電性能，其導(dǎo)電機(jī)理比較復(fù)雜，但大體可以歸納為如下兩種：（1）導(dǎo)電粒子相互連接成鏈的“導(dǎo)電通道說”（2）電子在導(dǎo)電粒子間隙遷移的“隧道效應(yīng)說”（場致發(fā)射是其特殊情況）。填料種類填料名稱碳系炭黑碳纖維石墨槽法炭黑、爐法炭黑乙炔炭黑超導(dǎo)炭黑熱裂解炭黑PAN系碳纖維瀝青系碳纖維各種石墨金屬系金屬粉及金屬碎屑金屬氧化物金屬片金屬纖維銅、銀、鎳、鎳合金、鋁等氧化鋅、二氧化硅、SiO2、TiO2系列，氧化鋁、氧化錫鋁、鎳、不銹鋼其它鍍金屬玻璃纖維及微珠鍍金屬云母鍍金屬碳金屬纖維改性法金屬纖維導(dǎo)電性能優(yōu)良，可顯著降低填充率，工業(yè)上廣泛使用其最終電阻值取決于：纖維尺寸、外形如長徑比、化學(xué)性質(zhì)、纖維用量、混合方法等淺色導(dǎo)電粉末導(dǎo)電鈦白粉在二氧化鈦表面鍍上一層氧化錫的導(dǎo)電鍍層需添加量大，使用需大于20%含量才能使表面電阻達(dá)到108對制品的力學(xué)性能破壞性大在塑料聚合物中添加導(dǎo)電性碳黑后可顯著提高其導(dǎo)電性但最終電阻值主要取決于：碳黑分布狀況及表面含量、碳黑總添加量、聚合物本身性質(zhì)、混合方法及加工條件等通常碳黑用量為10%20%導(dǎo)電性炭黑改性法預(yù)計制品的