第六章-抗靜電劑

第五章抗靜電劑和柔軟劑一、概述二、作用機(jī)理三、類型與合成及影響因素四、發(fā)展趨勢(shì)第一節(jié)抗靜電劑一、概述1抗靜電劑是添加在樹脂中或涂附在塑料制品、合成纖維表面的用以防止高分子材料靜電危害的一類化學(xué)添加劑。2抗靜電劑主要是一些表面活性劑，按使用方法不同分為外部抗靜電劑和內(nèi)部抗靜電劑

外部抗靜電劑在使用時(shí)通常配成0.5~2.0％濃度的溶液，然后用涂布、噴霧、浸漬等方法是它附在塑料、纖維表面。理想的外用型抗靜電劑的基本要求：①可溶或可分散在溶劑中②與樹脂表面結(jié)合牢固、耐磨、耐洗滌③有良好的抗靜電效果④不會(huì)引起制品顏色的變化⑤手感好，無刺激，無毒⑥價(jià)廉內(nèi)部抗靜電劑是在樹脂加工過程中（或在單體聚合過程中）添加到樹脂組成中理想的內(nèi)用抗靜電劑的基本要求：①耐熱性好②與樹脂兼容性好，不發(fā)生滲透現(xiàn)象③不損害樹脂的性能④混煉容易⑤能與其他助劑并用⑥用于薄膜、薄板時(shí)不發(fā)生粘著現(xiàn)象⑦不刺激皮膚、無毒⑧價(jià)廉目前在塑料和纖維工業(yè)中使用的抗靜電劑主要有五種基本類型：胺的衍生物，季銨鹽，磷酸酯，硫酸酯及聚乙二醇的衍生物。此外，導(dǎo)電性良好的炭黑、金屬粉末、金屬鹽、金屬氧化物等也可作為塑料和紡織品的抗靜電劑二、作用機(jī)理1一般分子中含有極性基團(tuán)較多的聚合物易帶電，而非極性聚合物則帶負(fù)電荷。靜電荷的積累是造成靜電災(zāi)害的根遠(yuǎn)源2靜電的逸散包括：電荷的表面?zhèn)鲗?dǎo)和電荷的體積傳導(dǎo)

3抗靜電劑的作用原理⑴外用抗靜電劑的作用原理是：當(dāng)用抗靜電劑溶液浸漬高聚物材料時(shí)，抗靜電劑（一般為表面活性劑）的親油部分牢固的附著在材料表面，而親水部分則從空氣中吸收水分，從而在材料表面形成薄薄的保護(hù)層，起到消除靜電的作用。⑵內(nèi)用抗靜電劑是在樹脂加工中與之混合后再進(jìn)行成型加工，或直接添加于液體材料中而起作用的。用于液化材料中的抗靜電劑則是通過增加燃料的導(dǎo)電率而起到抗靜電作用的三、各種材料的抗靜電方法及其影響因素1塑料⑴塑料帶靜電引起的主要障礙是在其表面吸附塵埃等，塑料用抗靜電劑多為內(nèi)用型或稱混煉型⑵影響塑料用抗靜電劑效果的因素：①塑料的相溶性②抗靜電劑的表面濃度③與其他添加劑之間的關(guān)系和表面處理④環(huán)境濕度2纖維⑴纖維的抗靜電方法①對(duì)纖維進(jìn)行改性在其生產(chǎn)過程中引入某種導(dǎo)電組分，或選用某些親水性單體進(jìn)行接枝聚合的方法提高其吸濕性，以消除所產(chǎn)生的靜電②利用抗靜電劑的方法在纖維的紡織和應(yīng)用過程中普遍采用常為外用抗靜電劑

⑵影響因素①抗靜電劑的濃度②纖維的類型③抗靜電劑的結(jié)構(gòu)3涂料涂料中混入抗靜電劑能夠提高涂料的抗靜電效果。其類型及影響因素與塑料基本相同4液體燃料適用于液體燃料中的抗靜電劑為有機(jī)金屬鹽四、抗靜電劑的類型1陽離子行抗靜電劑⑴季銨鹽常用于合成纖維作紡絲油劑，并作聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇薄膜及塑料制品等的抗靜電劑⑵脂肪胺、胺鹽及其衍生物用于合成纖維油劑的靜電清除劑，錄音材料的抗靜電劑⑶咪酢啉鹽適用于作塑料喝唱片加工用的內(nèi)部抗靜電劑2陰離子型抗靜電劑⑴硫酸酯及其鹽通常用于合成纖維油劑的靜電消除劑⑵磷酸酯及磷酸酯鹽用于合成纖維和塑料，靜電消除效果好。主要品種有單烷基磷酸酯鹽和二烷基磷酸酯鹽⑶烷基水楊酸鹽用作烴類化合物，特別適用于液體燃料的抗靜電⑷丁二酸二（2-乙基已基）酯磺酸鈉該產(chǎn)品通常與烷基水楊酸鉻復(fù)配用于液體燃料中，使油品導(dǎo)電率明顯增大。3非離子型抗靜電劑⑴環(huán)氧乙烷加成物此類物質(zhì)熱穩(wěn)定性好，適用于塑料和纖維⑵多元醇酯適用于紡織油劑喝塑料加工⑶烷基氨基酸類做抗靜電劑使用的烷基氨基酸類主要有三種類型：即烷基氨基乙酸型，烷基氨基丙酸型和烷基氨基二羧酸型烷基氨基丙酸的金屬鹽或二乙醇胺鹽可作為塑料的外部或內(nèi)部抗靜電劑在照相薄膜生產(chǎn)中廣泛使用。作為外部抗靜電劑使用時(shí)，為了增加其水溶性，多使用堿性介質(zhì)烷基氨基二羧酸的金屬鹽或二乙醇胺鹽主要作為塑料的內(nèi)部抗靜電劑使用4兩性型抗靜電劑兩性離子抗靜電劑的最大特點(diǎn)在于它們既能與陰離子型抗靜電劑配伍使用，也能與陽離子型抗靜電劑配伍使用⑴季銨內(nèi)鹽該品抗高溫、抗靜電，是合成纖維內(nèi)部抗靜電劑的主要品種之一⑵兩性烷基咪唑啉此品與多種樹酯相容性好，是聚丙烯，聚乙烯等優(yōu)良的內(nèi)部抗靜電劑5高分子型抗靜電劑⑴聚酰胺此品種多用于印刷油墨中⑵乙烯基化合物的共聚物該聚合物通常和烷基水楊酸鉻及丁二酸二（2-乙基已基）酯磺酸鈣復(fù)配使用，具有顯著的抗靜電效果，可用于航空燃料中⑶聚砜能提高錄音帶抗靜電性能，使其具有音色好，熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)

五、抗靜電劑的發(fā)展趨勢(shì)近年來，國內(nèi)外都注重開發(fā)新的抗靜電劑品種或采用復(fù)配技術(shù)，以提高抗靜電性能和加工性能，使其耐高溫、使用持久、低毒或無毒。不起霜的抗靜電劑品種及其新型多功能濃縮母粒發(fā)展很快主要新品種有：1含抗靜電劑的濃縮母粒使用時(shí)將其與基礎(chǔ)樹脂混合，然后加工成產(chǎn)品2開發(fā)抗靜電緝新品種近年來開發(fā)了兩性型、陽離子型、非離子型、烷氧基有機(jī)金屬化合物及新劑型等抗靜電劑品種，使用上更方便有效3開發(fā)復(fù)配型抗靜電劑近年發(fā)展很快的織物柔軟劑主要是有機(jī)硅化合物和不泛黃的陽離子和非離子型柔軟劑第二節(jié)柔軟劑一、概述紡織工業(yè)中，柔軟劑用于樹脂整理劑中，克服樹脂整理織物手感粗硬的缺點(diǎn)；用于高速縫紉工藝中，可降低針和線受到損傷而影響強(qiáng)度柔軟劑根據(jù)表面活性劑的特征分為三類：表面活性劑、非表面活性劑，表面活性劑和非表面活性劑物質(zhì)的混配物柔軟劑按織物整理加工要求可分為：纖維素用柔軟劑，合成纖維用柔軟劑和樹脂加工用柔軟二、作用原理柔軟劑整理的基本性質(zhì)是賦予織物以平滑、柔軟性，即調(diào)節(jié)纖維間的動(dòng)摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)。為滿足應(yīng)用性能要求，柔軟劑分子對(duì)纖維應(yīng)具有吸附性和反應(yīng)性，而本身應(yīng)具有撥水性和成膜性三、柔軟劑的主要類型1表面活性劑類柔軟劑⑴陰離子型柔軟劑主要品種有磺化蓖麻油、蓖麻酸丁酯硫酸化物、脂肪醇部分硫化物、硫化琥珀酸酯及脂肪醇磷酸酯等。其品種使用于紡織油劑重的柔軟組分⑵非離子型柔軟劑此類物質(zhì)以季戊四醇和失水山梨糖醇兩類最重要其柔軟效果在松軟和發(fā)澀之間，對(duì)纖維素纖維和合成纖維的摩擦系數(shù)降低很多，有良好平滑作用。聚醚類柔軟劑具有良好的耐高溫性能，特別適用于作高速縫紉的平滑劑，但價(jià)格較貴。⑶陽離子型柔軟劑主要有叔胺鹽類、季銨鹽類、烷基咪唑啉即尿素衍生物等

該類柔軟劑和各種天然纖維、合成纖維結(jié)合能力強(qiáng)，能耐溫和經(jīng)受洗滌，耐久行強(qiáng)。但有泛黃現(xiàn)象，對(duì)熒光增白劑有抑制作用，將低日曬和摩擦牢度，不能和陰離子表面活性劑合用，并對(duì)人體皮膚有一定的刺激性，因而使用受到限制。⑷兩性柔軟劑通常和陽離子型柔軟劑合用，主要有烷基甜菜堿型、咪唑啉型和氨基羧酸型2反應(yīng)性柔軟劑反應(yīng)性柔軟劑，也稱活性柔軟劑，是在分子中含有能與纖維素纖維的羥基（-OH）直接發(fā)生反應(yīng)，形成酯鍵和醚鍵共價(jià)結(jié)合的柔軟劑⑴酸酐類衍生物此類物質(zhì)用于羊毛和綿綸等，也可用于紙張上漿，可使紙張的耐濕溫度增加幾倍至幾十倍⑵乙烯亞胺類最重要的產(chǎn)品是十八異氰酸酯和乙烯亞胺的衍生物。廣泛用于棉、麻、錦綸、羊毛、絲綢及合成纖維等⑶吡啶季銨鹽類衍生物此類柔軟劑中重要的國外商品是VelanPE（ICI）和ZelanPA；國內(nèi)稱為防水劑PE和防水劑PA，它們具有耐久性的柔軟和防水效果。3非表面活性柔軟劑⑴天然油脂、石蠟類柔軟劑此類物質(zhì)以石蠟液最為重要，可以用作紡織油機(jī)劑和柔軟整理劑，針織內(nèi)衣織物的后處理及絨布起毛助劑

⑵脂肪酸的銨鹽皂具有代表性的物質(zhì)是三乙醇胺油酸皂，用于毛紡工業(yè)的縮絨工藝，能使毛織物手感柔軟，光澤好⑶高分子聚合物乳液主要有聚乙烯樹脂乳液急有機(jī)硅樹脂，應(yīng)用于織物的整理四、柔軟劑的發(fā)展趨勢(shì)近年發(fā)展很快的柔軟劑主要是有機(jī)硅化合物和不泛黃的陽離子和非離子型柔軟劑1陽離子型二烷基二甲基季銨鹽