材料添加剂化学第二版课件教学课件 作者 辛忠 编著第十七章 抗静电剂.ppt

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1、材料添加剂化学抗静电剂的类型与合成2抗静电剂在塑料及纤维中的应用3抗静电作用机理1第十七章抗静电剂抗静电剂的发展趋势417.1抗静电作用机理1静电的产生与积累2静电的逸散3抗静电剂的作用原理17.1.1静电的产生与积累静电荷的产生缘于塑料的电子结构。具有不同介电常数（绝缘体）或不同电荷释放能量（导体）的两种固体材料接触时，总会发生电荷的转移。17.1.1静电的产生与积累17.1.1静电的产生与积累静电荷的积累是造成静电灾害的根源。①纤维的静电现象纤维摩擦时的带电，是电荷在被摩擦的纤维之间移动而产生的

2、。若金属和纤维进行摩擦，根据纤维种类的不同，电子可从金属到纤维或从纤维到金属而使纤维带电。②高分子材料的静电现象根据聚合物结构不同，所带静电积累程度也不同。17.1.1静电的产生与积累17.1.2静电的逸散（1）电荷的表面传导在物质摩擦过程中电荷不断产生，同时也不断中和，电荷泄漏中和时主要通过摩擦物自身的体积传导、表面传导以及向空气中辐射等三个途径，其中表面传导是主要的。17.1.2静电的逸散（2）电荷的体积传导一些导电物质，如金属粉末、导电纤维、炭黑等，以微粒状分散在聚合物材料中，可有效调节制品的

3、抗静电性能。其作用机理是在电压作用下，间距小于1nm的导电粒子间形成导电通路，而在聚合物隔开的导电粒子之间，电子轨道跃迁也会产生导电作用。17.1.3抗静电剂的作用原理17.1.3.1外用抗静电剂的作用机理外用抗静电剂一般以水、醇或其他有机溶剂作为溶剂或分散剂使用。当用抗静电剂溶液浸渍高聚物材料时，抗静电（一般为表面活性）的亲油部分牢固地附着在材料表面，而亲水部分则从空气中吸收水分，从而在材料表面形成薄薄的导电层，起到消除静电的作用。17.1.3抗静电剂的作用原理17.1.3.2内用抗静电剂的作用机

4、理内用抗静电剂是在树脂加工中与之混合后再进行成型加工，或直接添加于液体材料中而起作用的。内用抗静电剂在树脂中的分布是不均匀的。如果抗静电剂与树脂的相容性不好，迁移率大，很容易大量地渗析到表面，既影响制品的外观，也难以保证持久的抗静电效果。反之，抗静电剂与树脂的相容性太好，则不容易渗析到表面，那么，因洗涤或磨损等原因造成的抗静电剂丧失就很难及时得到补充，也难以及时恢复抗静电性能。用于液体材料中的抗静电剂则是通过增加材料的电导率而起到抗静电作用的。17.2抗静电剂的类型与合成1阳离子型抗静电剂2阴离子型

5、抗静电剂3非离子型抗静电剂4两性离子型抗静电剂5高分子型抗静电剂17.2.1.1季铵盐在阳离子型抗静电剂中，季铵盐是最常用的一类。它们的静电消除效果好，同时具有大的吸附力，在浓度极稀的情况下，也能被塑料和纤维充分吸着，从而可以充分地发挥其良好的效果，这类抗静电剂常用于合成纤维作纺丝油剂，并作聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇薄膜及塑料制品等的抗静电剂。缺点是耐热性不够好，容易发生热分解。一般季铵化合物是由叔胺与烷基化试剂反应合成的。17.2.1阳离子型抗静电剂17.2.1.1季铵盐阳离子型抗静电剂表见教材P2

6、6617.2.1阳离子型抗静电剂17.2.1.2脂肪胺、胺盐及其衍生物脂肪胺和胺盐及其衍生物，常用于合成纤维油剂的静电清除剂，录音材料的抗静电剂，常见的有伯胺、仲胺和叔胺盐。17.2.1阳离子型抗静电剂17.2.1.2脂肪胺、胺盐及其衍生物烷基伯胺一般是利用邻苯二甲酰亚胺与相应的卤烷作用，然后水解而成。其反应式如下：17.2.1阳离子型抗静电剂17.2.1.2脂肪胺、胺盐及其衍生物胺衍生物的合成则视它的化学结构而定。其反应式如下：17.2.1阳离子型抗静电剂17.2.1.2脂肪胺、胺盐及其衍生物N-

7、（硬脂酰氨基甲基）二乙胺盐酸盐，则是由硬脂酸与N-（氨甲基）二乙胺及盐酸作用而得。其反应式如下:17.2.1阳离子型抗静电剂17.2.1.3咪唑啉盐咪唑啉类抗静电剂是带有一个长链烷基的咪唑啉化合物，抗静电效果好，适用于作塑料和唱片加工用的内用抗静电剂。其典型化合物如下:17.2.1阳离子型抗静电剂17.2.1.3咪唑啉盐长链烷基的咪唑啉的反应式如下：17.2.1阳离子型抗静电剂17.2.1.3咪唑啉盐2-十一烷基-1-羟乙基咪唑啉的反应式如下：17.2.1阳离子型抗静电剂17.2.1.3咪唑啉盐高氯

8、酸胺盐的反应式如下：17.2.1阳离子型抗静电剂17.2.2.1硫酸酯及其盐硫酸酯及其盐通常用于合成纤维油剂的静电消除剂。其典型化合物结构式如下：17.2.2阴离子型抗静电剂17.2.2.2磷酸酯及其磷酸酯盐磷酸酯和磷酸酯盐用于合成纤维和塑料，静电消除效果很好。用作纤维抗静电剂时，它们以憎水基团面向纤维，亲水基团面向大气，因而具有优良的抗静电性能。主要品种有单烷基磷酸酯盐和二烷基磷酸酯盐。其结构式如下：17.2.2阴离子型抗静电剂17.2.2.2磷酸酯及其磷酸酯盐代表