抗静电剂在高分子材料中的应用研究进展

滕琴（西北民族大学，甘肃 兰州 730124）

抗静电剂在高分子材料中的应用研究进展

滕琴（西北民族大学，甘肃 兰州 730124）

近年来，随着科技的飞速发展，高分子材料的应用范围也在不断扩展。为最大限度消除积聚在高聚物表面的静电，高分子材料的研究已经成为目前次奥聊研究领域所关注的重要课题之一。然而，高分子材料抗静电效果与抗静电剂的用量和性质密切相关。鉴于此，本文在概述抗静电剂种类、特性、作用机理及使用方法的基础上，分析了抗静电剂在高分子材料中的应用，尤其是在塑料材料、涂料材料以及橡胶材料中的应用，以希望为进一步拓展高分子材料在不同领域的应用范围提供借鉴和指导。

抗静电剂；高分子材料；应用

静电作为理论上一种普遍存在的现象，轻则会吸附灰尘，重则会引发火灾等等重大安全事故。一般来说，高分子材料均具有电绝缘性，主要是由于其具有较高的体积电阻和表面电阻[1]。但是，材料之间在使用的过程中，也难免经过摩擦，进而产生带电的现象。鉴于静电具有不易去除性，因此，采用一定的方式，以确保消除静电安全隐患。抗静电剂作为降低静电的一种有效方法，近年来，不断备受社会各界的关注。基于此，本文主要从以下两方面展开了论述。

1 抗静电剂相关概述

1.1 抗静电剂种类及特性

抗静电剂的种类比较多，但具体而言，主要可将其分为三类，即表面活性抗静电剂、高分子永久性抗静电剂以及复合型抗静电剂[2]。其中，表面活性抗静电剂是较为传统的一种抗静电剂类型，其在高分析材料中应用范围非常广泛。这主要是由于其具有成本低、添加量小于1%，且对材料影响小等优势。从化学结构上来说，表面活性抗静电剂主要包括阴离子型、阳离子型、两性型、非离子型以及高分子型[3]。通过表1可知，不同类型的抗静电剂所具有的结构、应用范围、以及优缺点均是不同的。如表1所示。

表1 抗静电剂种类及特性

1.2 抗静电剂作用机理及使用方法

抗静电作用机理主要表现在两个方面，一是在材料表面形成导电性连续模，进而降低表面电阻率，二是在材料表面添加润滑剂，以降低摩擦系数，进而减少静电的产生[4]。从添加方式的不同，可将高分析材料抗静电剂分为两种，一种是内加型，另一种则是外涂型。其中，内加型高分子材料抗静电剂主要是指其在配料的过程中，将其加入到树脂中，促使其均匀分不到整个聚合物之中，进而促使有材料内部向外表面迁移，并在表面形成均匀的抗静电层。这种使用方式是高分子材料中较为广泛应用的一种使用类型。这主要是由于这种类型具有乃洗涤、耐摩擦等优势。而外涂型则主要是通过喷涂、刷涂以及浸涂等方式，将其涂在制品表面的一种方式。这种方式适用范围比较广，且见效快。但其在摩擦和洗涤方面却不具有优势。

2 抗静电剂在高分子材料中的应用

2.1 抗静电剂在塑料中的应用

通过表1可以发现，抗静电剂在高分子材料的应用中，抗静电剂在塑料中的应用所占的比例比较大。这主要是由于塑料本身具有优良的静电绝缘性能。但是，鉴于塑料中所含有的分子主要是由共价键构成的，所以其在自由传递电子方面具有很大的困难性，因此，一旦经过摩擦产生静电就很难通过传导消失，进而塑料非常容易带静电。因此，目前市场上对于抗静电剂在塑料中应用已经给出了较为科学合理的使用类型和方式。以通用塑料为例，针对聚乙烯塑料，其可采用抗静电剂SN，而使用方式则可选择外涂型，而与之对应的抗静电剂类型则为阳离子型。而针对聚丙烯塑料，其可采用抗静电剂KF-100，而使用的方式则内加型，与之对应的抗静电剂类型则为非离子型。而在工程塑料方面，以聚碳酸酯塑料为例，应选择环氧氯丙烷共聚物抗静电剂，使用方式为内加型，与之对应的抗静电剂特性为高分子型，进而具有较好的抗静电性能。由此可见，抗静电剂在塑料中的应用过程中，应考虑塑料种类、抗静电剂种类、特性以及使用方式，才能发挥更好的抗静电效果。

2.2 抗静电剂在涂料中的应用

近年来，为进一步提高装饰性能，防静电涂料逐渐被广泛应用于汽车、家具、家用电器配线系统以及航空领域之中。因此，各研究学者对抗静电剂在涂料中的应用也逐渐得到了深入的研究。以环氧类涂料为例，其使用的抗静电剂主要是聚苯胺，该抗静电剂的主要成分为聚苯胺和十二烷基磺酸盐。该抗静电剂使用的方式主要是内加型，在添加量达到5kt时，涂层体积电阻率可达到107Ω·cm，完全可由达到抗静电涂料的标准要求。同时，还具有功效持久的效果。另外，对于丙烯酸酯类涂料，所使用的抗静电剂主要是季铵盐，其岁哦使用的方式也是内加型，与之对应的抗静电剂特性是阳离子型。通过季铵盐抗静电剂在丙烯酸酯类涂料中的应用，发现其具有耐水洗涤、抗静电性能好、以及表面电阻率可达到108Ω。通过研究还发现，抗静电剂在涂料中的应用过程中，所采用的抗静电剂使用方式均为内加型。由此可见，在研究抗静电剂在涂料中的应用时，也应以涂料种类、抗静电剂种类及特性为参考依据，进而选择适宜的抗静电剂。

2.3 抗静电剂在橡胶中的应用

目前，关抗静电剂在橡胶中的应用有关研究还不够深入，这主要是由于在橡胶中一般选择的方式主要是以炭黑作为补强剂来提高橡胶的抗静电能力的。而炭黑的加入在提高橡胶的抗静电能力方面也起到了较好的效果。因此，未来研究抗静电剂在橡胶的应用过程中，应重点研究非炭黑添加型抗静电剂在橡胶中的应用。

3 结语

综上所述，随着科学技术的发展和人们生活水平不断提高，人们在电子仪器以及家用电器的需求也不断增加，为满足人们的需求，降减少甚至避免静电安全隐患，在高分子材料中添加抗静电剂已经成为一种必然趋势。鉴于不同类型、不同特性的抗静电剂对于高分子材料的抗静电效果是不同的。因此，通过本文的研究发现，以抗静电剂种类、特性、作用机理和使用方法为基础，综述其在塑料、涂料、以及橡胶等高分子材料中的应用研究进展具有重要的意义，不仅能够对以往的研究进行总结，还能够为未来相关领域的研究提供借鉴。

[1]蒋杰，孙连强，徐战，韦坚红.高分子材料用抗静电剂的研究进展[J].塑料助剂，2016，23(02):1-4.

[2]罗俊.高分子材料阻燃抗静电改性的研究进展[J].化工管理，2016，19(01):136.[2017-10-12].

[3]高军，吴剑，涂宾，邓淑玲，林志丹.有机抗静电剂的研究进展[J].科技创新导报，2015，12(06):98.

[4]秦旺平，程庆，汪炉林，郭少华，刘学亮，王林，袁绍彦.高分子材料的阻燃抗静电改性研究进展[J].工程塑料应用，2014，42(04):123-130.