抗靜電劑大體上可以分為三類(lèi):陽(yáng)離子抗靜電劑,陰離子抗靜電劑,非離子型抗靜劑。
根據(jù)使用方式的不同, 抗靜電劑可以分為外涂型和內(nèi)混型兩種。
外涂型抗靜電劑是指涂在高分子材料表面所用的一類(lèi)抗靜電劑。一般用前先用水或乙醇等將其調(diào)配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0、5 %~2、0 %的溶液 ,然后通過(guò)涂布、噴涂或浸漬等方法使之附著在高分子材料表面 , 再經(jīng)過(guò)室溫或熱空氣干燥而形成抗靜電涂層。此種多為陽(yáng)離子型抗靜電劑 , 也有一些為兩性型和陰離子型抗靜電劑;
內(nèi)混型抗靜電劑是指在制品的加工過(guò)程中添加到樹(shù)脂內(nèi)的一類(lèi)抗靜電劑。常將樹(shù)脂和添加其質(zhì)量的0、3 %~3、0 %的抗靜電劑先機(jī)械混合后再加工成型。此種以非離子型和高分子永久型抗靜電劑為主 , 陰、陽(yáng)離子型在某些品種中也可以添加使用。各種抗靜電劑分子除可賦予高分子材料表面一定的潤(rùn)滑性、降低摩擦系數(shù)、抑制和減少靜電荷產(chǎn)生外 , 不同類(lèi)型的抗靜電劑不僅化學(xué)組成和使用方式不同 , 而且作用機(jī)理也不同。
根據(jù)用法的不同,表面活性抗靜電劑有兩種,即外用的和內(nèi)用的、外用的、或局部的抗靜電劑是通過(guò)噴撒、擦搽或浸漬而施于聚合物的表面。這種外用抗靜電劑雖然適用于多種聚合物,但它們的效力只是暫時(shí)的,事后與溶劑接觸或與它物磨擦很容易失掉。內(nèi)用抗靜電劑則是在聚合物加工過(guò)程中摻合于其中。這樣的表面活性抗靜電劑能夠補(bǔ)充因搬運(yùn)處理而被磨蝕的抗靜電功能。這種內(nèi)用抗靜電劑的作用有賴于噴霜。這里噴霜的意思是指加入于樹(shù)脂中的內(nèi)用抗靜電劑部分地向聚合物表面遷移的過(guò)程。因此,內(nèi)用抗靜電劑具有長(zhǎng)期的抗靜電保護(hù)作用。
表面活性抗靜電劑可分為陽(yáng)離子型的、陰離子型的和非離子型的。
陽(yáng)離子抗靜電劑
通常是些長(zhǎng)鏈的烷基季銨、磷或鏻鹽,以氯化物作平衡離子。它們?cè)跇O性基質(zhì)中,如硬質(zhì)聚氯乙烯和苯乙烯類(lèi)聚合物中效果很好,但對(duì)其熱穩(wěn)定性有不良影響。這類(lèi)抗靜電劑通常不得用于與食物接觸的物品中;而且抗靜電效果僅為乙氧基化胺類(lèi)之類(lèi)內(nèi)用抗靜電劑的1/5到1/10。
陰離子抗靜電劑
通常是些烷基磺酸、磷酸或二硫代氨基甲酸的堿金屬鹽,也是主要用于聚氯乙烯和苯乙烯類(lèi)樹(shù)脂中;它們?cè)诰巯N類(lèi)樹(shù)脂中的應(yīng)用效果與陽(yáng)離子抗靜電劑相似。在陰離子抗靜電劑中,烷基磺酸鈉已廣泛應(yīng)用于苯乙烯系樹(shù)脂、聚氯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯中。
非離子型抗靜劑
如乙氧基化脂肪族烷基胺代表著最大的一類(lèi)抗靜電劑。它們廣泛地應(yīng)用于聚乙烯、聚丙烯、ABS和其他苯乙烯系聚合物中。生產(chǎn)銷(xiāo)售的有好幾種乙氧基化烷基胺,其區(qū)別在于烷基鏈的長(zhǎng)度和不飽和度的大小。乙氧基化烷基胺是很有效的抗靜電劑,即使是在相對(duì)濕度低的情況下亦然,而且長(zhǎng)期有效。這類(lèi)抗靜電劑已獲聯(lián)邦食品醫(yī)藥管理局批準(zhǔn),應(yīng)用于與食品間接接觸的物品中,其他商業(yè)上有價(jià)值的非離子型抗靜電劑還有乙氧基化烷基酸胺,如乙氧基月桂酷胺,及甘油一硬脂酸酯(GMS)。乙氧基月桂酷胺適用于在濕度小的環(huán)境里使用的聚乙烯和聚丙烯,而且要求有速效長(zhǎng)效的抗靜電功能的場(chǎng)合。GMS類(lèi)抗靜電劑則只考慮用于加工過(guò)程中的靜電保護(hù)。盡管GMS向聚合物表面遷移的速度快,但它不能像乙氧基化烷基胺或乙氧基化烷基酸胺那樣發(fā)揮持久的抗靜電作用。
可以將高達(dá)75%的液體或低熔點(diǎn)的乙氧基化烷基肢和聚合物摻合制成濃縮母料,這些母料是自由流動(dòng)的小球狀產(chǎn)品,易于裝運(yùn),而其混煉時(shí)易于分散。乙氧基化烷基胺母料的優(yōu)點(diǎn)可歸納如下:
(1)分散性好,添加了預(yù)分散活性材料。
(2)裝運(yùn)性好,自由流動(dòng)的小球狀產(chǎn)品,易計(jì)量,易混合。
(3)加工性能好,在擠出機(jī)中少有螺桿打滑。