聚丙烯薄膜抗静电改性研究及应用

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1、浙江理l：大学硕士学位论文聚丙烯薄膜抗静电改性研究及应用1．1所示)【7】o表1．1常见塑料的电阻率塑料种类体积电阻率／Q·锄聚乙烯(PE)10n一1017聚丙烯(PP)lO”一1018聚氯乙烯硬质PVClOH一1016软质PVC109一10¨聚苯乙烯(PS)10”一1017丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)1016聚碳酸酯(PC)10m聚酰胺(PA)10婚一1014聚酯(PET、PBT)10他一10。1聚甲醛(POM)10“一10m聚乙烯醇(PVA)107—1091．1．2聚丙烯薄膜静电的危害物体一旦带上静电后，尽管

2、有时所带的静电量并不多，也会给现代生活和工业生产带来不便，甚至是严重的经济及安全问题。尤其是当物体所带电量不能尽快消除而形成大量静电积累时，甚至会引起静电灾害(例如，当表面电位Vs≥O．1kV，可产生表面放电；当Vs≥10kV时，则能引起静电电击)。在印刷、塑料、纺织、造纸等企业中，由于该类企业是高分子材料较集中的加工生产和使用的场所，静电危害更容易发生，轻者吸附灰尘、妨碍包装等，使生产不能正常进行；重者会发生静电放电，如果这时静电放电环境中存在大量粉尘、易燃易爆性物品，则放电瞬间产生的火花会导致发生火灾、爆炸等严重事故【

3、11】。在人们的日常生活中，塑料制品由于静电原因而引起的不愉快也到处都是，比如会吸附环境中的灰尘及其他物质，影响了视觉和美观，甚至还会损害制品表面(比如腐蚀、磨损制品表面等)。在塑料的分子结构中，大部分分子链是由共价键构成的，不能电离也难于传递自由电子，电绝缘性高‘12】：通用塑料的表面电阻率一般高达1016一-'1020Q[101。PP作为五大通用塑料之一，其原料来源丰富、价格便宜、易于加工成型，力学性能、耐热性能、综合性能?浙江理一]：火学硕士学位论文聚丙烯薄膜抗静电改性研究及应用优良，且无毒、易于回收，因此其薄膜及薄

4、膜制品在很多领域都得到广泛应用。因聚丙烯分子是完全非极性的，电绝缘性很高，它的表面电阻率1016～1017Q，体积电阻率1016～1018Q·cm【13】。所以，相对而言聚丙烯是高分子聚合物材料中比较易产生静电荷积累的。而一旦产生了静电积累，其危害是不容小觑的。这会导致在聚丙烯薄膜生产或加工过程过，会因摩擦等原因使薄膜带上静电而很难通过传导消失，给薄膜的生产、加工、应用带来问题[12】。抗静电PP薄膜首先是在粉末包装、食品包装、糖果包装等领域得以应用的，因为静电积聚的缘故，会导致PP薄膜吸附空气中的灰尘或其它脏物，不仅影响

5、到薄膜表面的美观，而且在使用过程中也会发生静电吸附，影响正常使用[川。比如在包装粉状产品时，如果包装材料带有静电，则静电会使粉末粘附在包装薄膜壁上，使袋口难以封合；而在相对湿度较低的情况下，薄膜表面带有静电往往会吸附空气中的小颗粒，使得印刷后表面“发花”，玷污材料表面【12】。20世纪80年代以后，抗静电PP薄膜及制品在机电产品、仪器仪表部件、电子元器件、大规模集成电路、线路板等领域迅速发展，需求量和使用量迅速增加。这就更加需要用相应的方法将聚丙烯薄膜表面的静电消除，以满足生产生活的需求。1．1．3聚丙烯薄膜静电的消除要减

6、少静电的危害，一般应从两个方面着手：一是避免物体间的摩擦及接触，或者减少这些接触跟摩擦，以减少静电的产生；二是尽快泄漏掉物体上已经产生的静电荷，防止或减少静电荷的积累【15】。通常可采用下列方式消除或减少聚丙烯薄膜表面上的静电。(1)提高薄膜加工环境和使用场合的湿度随着高分子材料制品环境湿度的提高，其表面电导率也会增加，从而加快了电荷的消散‘151。故提高加工环境和使用场合的湿度可以有效地泄露聚丙烯薄膜所带的静电荷。释放水汽、洒水或使用加湿器等方法都能用来提高湿度【16】。(2)使用静电中和器使用中和器的目的使周围环境中的

7、空气电离，增加空气的电导率，使薄膜产生的电荷迅速泄漏到环境空气中去【12】。(3)对薄膜进行改性，降低电阻率与前两种方法相比，这种方法是从源头上抑制静电荷积累的产生，提高材料的电导率是抗静电最有效、最根本的方法[17]，且不增加生产使用环节的复杂性，更便利简单。它包括物理法和化学法。物理法是主要是在材料中添加抗静电剂或导电性填料，提高其电导率；添加抗静电剂或导电性填料是目前比较常用的浙江理工大学硕士学位论文聚丙烯薄膜抗静电改性研究及应用改性方法，市场上已经有不少商品化了的产品存在。化学法主要是指在材料表面引入极性或离子化基

8、团进行改性，使其导电性得以提高‘18]。1．2聚丙烯薄膜抗静电改性方法与机理聚丙烯薄膜良好的电绝缘性和高电阻率在某些场合是很好的优点，但是在另一些场合，由于自身积累的静电难以泄露，往往会使得该优点变成了缺点。这就需要对聚丙烯薄膜进行抗静电改性。对聚丙烯薄膜而言，其抗静电改性方法有多种，核心目的都是使聚丙