在現代工業生產及日常生活中，靜電危害往往造成重大損失和災難。防止聚合物表麵產生靜電的方法主要有空氣離子化法、加濕法、金屬接觸放電法
、輻射線法
、導電物質導入法、表麵形成吸濕膜法、化學處理變性法及應用抗靜電劑等。

其中，主要應用於塑料製品使用過程中的是摻入導電物質和添加抗靜電劑。

加入的導電物質一般為金屬粉或金屬短纖維、導電炭黑
、導電聚合物短纖維等
，能使製品具有良好的導電性（表麵電阻率＜106Ω）或抗靜電性（表麵電阻率在106~108Ω之間）。金屬化合物的抗靜電效果較好
，但是價格較高，普通製品承受不了。

目(mu)前(qian)應(ying)用(yong)最(zui)多(duo)的(de)抗(kang)靜(jing)電(dian)方(fang)式(shi)是(shi)添(tian)加(jia)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)。抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)是(shi)一(yi)種(zhong)能(neng)防(fang)止(zhi)產(chan)生(sheng)靜(jing)電(dian)荷(he)，或(huo)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)消(xiao)散(san)靜(jing)電(dian)荷(he)的(de)以(yi)表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)為(wei)主(zhu)體(ti)的(de)化(hua)學(xue)添(tian)加(jia)劑(ji)。使(shi)用(yong)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)的(de)方(fang)式(shi)是(shi)在(zai)製(zhi)品(pin)表(biao)麵(mian)塗(tu)覆(fu)或(huo)內(nei)添(tian)加(jia)。

從抗靜電性能的檢測和評價指標表麵電阻率可用於區分抗靜電材料和導電材料的區別，如表1所示：

表1 導電材料和抗靜電材料的表麵電阻率/Ω（23℃，RH50％）

導電材料	靜電消散材料	抗靜電材料	絕緣材料
＜106	106~108	108~1012	＞1012
＜106	106~109	109~1012	＞1012
＜106	106~108	108~1013	＞1013

目前就導電
、抗靜電材料的分界線說法不一，導電材料與靜電消散材料之間的界限為105或106Ω，靜電消散材料與抗靜電材料之間的界限為108或109Ω，抗靜電材料與絕緣材料之間的界限為1012或1013Ω。

美國是抗靜電劑最大生產和消費國，主要采用羥乙基化脂肪胺
、季銨鹽化合物
、脂肪酸酯類抗靜電劑
，用於聚烯烴、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、聚碳酸酯等。歐盟也是生產和消費抗靜電劑的主要地區，所用抗靜電劑中50%為羥乙基化脂肪胺，25%為脂肪烴磺酸鹽
，25%為季銨鹽和脂肪酸多元醇酯。日本多用非離子型和陽離子型抗靜電劑
，其中20%用於PVC

，30%用於PP。

我國抗靜電劑發展較快，主要是塑料工業用高效無毒抗靜電劑、合成纖維工業用高效多功能抗靜電劑及表麵處理劑。

一、影響抗靜電效果的因素

1．分子結構和特征基團性質及添加量

抗靜電劑的效果首先取決於它作為表麵活性劑的基本特性――表麵活性。表麵活性與分子中親水基種類、憎水基種類、分子的形狀、分(fen)子(zi)量(liang)大(da)小(xiao)等(deng)有(you)關(guan)。當(dang)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)分(fen)子(zi)在(zai)相(xiang)界(jie)麵(mian)上(shang)作(zuo)定(ding)向(xiang)吸(xi)附(fu)時(shi)，就(jiu)會(hui)降(jiang)低(di)相(xiang)界(jie)麵(mian)的(de)自(zi)由(you)能(neng)及(ji)水(shui)和(he)塑(su)料(liao)之(zhi)間(jian)的(de)臨(lin)界(jie)接(jie)觸(chu)角(jiao)。這(zhe)種(zhong)吸(xi)附(fu)作(zuo)用(yong)
，不(bu)僅(jin)與(yu)基(ji)體(ti)的(de)性(xing)質(zhi)有(you)關(guan)，而(er)且(qie)還(hai)與(yu)表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)的(de)性(xing)質(zhi)有(you)關(guan)。根(gen)據(ju)極(ji)性(xing)相(xiang)似(si)規(gui)則(ze)，表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)分(fen)子(zi)的(de)碳(tan)氫(qing)鏈(lian)部(bu)分(fen)傾(qing)向(xiang)與(yu)高(gao)分(fen)子(zi)鏈(lian)段(duan)接(jie)觸(chu)，極(ji)性(xing)基(ji)團(tuan)部(bu)分(fen)傾(qing)向(xiang)與(yu)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)水(shui)接(jie)觸(chu)。高(gao)分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)作(zuo)為(wei)疏(shu)水(shui)材(cai)料(liao)，抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)在(zai)其(qi)表(biao)麵(mian)的(de)主(zhu)要(yao)作(zuo)用(yong)就(jiu)是(shi)形(xing)成(cheng)規(gui)則(ze)的(de)麵(mian)向(xiang)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)水(shui)的(de)親(qin)水(shui)吸(xi)附(fu)層(ceng)。

在zai空kong氣qi濕shi度du相xiang同tong的de情qing況kuang下xia，親qin水shui性xing好hao的de抗kang靜jing電dian劑ji會hui結jie合he更geng多duo的de水shui，使shi得de聚ju合he物wu表biao麵mian吸xi附fu更geng多duo的de水shui，離li子zi電dian離li的de條tiao件jian更geng充chong分fen，從cong而er改gai善shan抗kang靜jing電dian效xiao果guo。

通(tong)過(guo)質(zhi)子(zi)置(zhi)換(huan)
，也(ye)能(neng)發(fa)生(sheng)電(dian)荷(he)轉(zhuan)移(yi)。含(han)有(you)羥(qiang)基(ji)或(huo)氨(an)基(ji)的(de)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)氫(qing)鍵(jian)連(lian)成(cheng)鏈(lian)狀(zhuang)

，在(zai)較(jiao)低(di)的(de)濕(shi)度(du)下(xia)也(ye)能(neng)起(qi)作(zuo)用(yong)。在(zai)幹(gan)燥(zao)的(de)空(kong)氣(qi)環(huan)境(jing)中(zhong)
，若(ruo)要(yao)求(qiu)塑(su)料(liao)製(zhi)品(pin)成(cheng)型(xing)之(zhi)後(hou)立(li)即(ji)發(fa)揮(hui)抗(kang)靜(jing)電(dian)性(xing)
，采(cai)用(yong)多(duo)元(yuan)醇(chun)單(dan)硬(ying)脂(zhi)酸(suan)酯(zhi)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)非(fei)常(chang)有(you)效(xiao)。圖(tu)1給出了以上兩種類型的抗靜電劑的典型應用實例。隻有在相對濕度50％的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)貯(zhu)存(cun)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)之(zhi)後(hou)
，聚(ju)丙(bing)烯(xi)中(zhong)的(de)羥(qiang)乙(yi)基(ji)烷(wan)基(ji)胺(an)才(cai)表(biao)現(xian)出(chu)最(zui)佳(jia)的(de)抗(kang)靜(jing)電(dian)效(xiao)果(guo)
，而(er)且(qie)受(shou)濕(shi)度(du)的(de)影(ying)響(xiang)非(fei)常(chang)大(da)。硬(ying)脂(zhi)酸(suan)單(dan)甘(gan)油(you)酯(zhi)在(zai)加(jia)入(ru)之(zhi)後(hou)立(li)即(ji)產(chan)生(sheng)抗(kang)靜(jing)電(dian)效(xiao)果(guo)且(qie)不(bu)受(shou)濕(shi)度(du)的(de)影(ying)響(xiang)，但(dan)是(shi)隨(sui)著(zhe)貯(zhu)存(cun)時(shi)間(jian)的(de)延(yan)長(chang)，其(qi)作(zuo)用(yong)效(xiao)果(guo)明(ming)顯(xian)下(xia)降(jiang)。

適(shi)當(dang)的(de)添(tian)加(jia)劑(ji)組(zu)合(he)可(ke)以(yi)使(shi)高(gao)玻(bo)璃(li)化(hua)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)聚(ju)合(he)物(wu)具(ju)有(you)更(geng)好(hao)的(de)抗(kang)靜(jing)電(dian)效(xiao)果(guo)。單(dan)硬(ying)脂(zhi)酸(suan)甘(gan)油(you)酯(zhi)和(he)羥(qiang)乙(yi)基(ji)烷(wan)基(ji)胺(an)複(fu)合(he)使(shi)用(yong)可(ke)以(yi)使(shi)表(biao)麵(mian)積(ji)較(jiao)大(da)的(de)聚(ju)烯(xi)烴(ting)產(chan)品(pin)

，如(ru)取(qu)向(xiang)膜(mo)迅(xun)速(su)發(fa)揮(hui)抗(kang)靜(jing)電(dian)效(xiao)果(guo)
，而(er)且(qie)具(ju)有(you)長(chang)期(qi)持(chi)續(xu)的(de)效(xiao)用(yong)（見圖2）。

添加型抗靜電劑效果決定於添加劑向塑料製品表麵的遷移速率。當塑料製品表麵被一層連續的導電層覆蓋時，電荷的衰減才達到最佳。

抗靜電劑的分子量太高
，不利於它向高聚物表麵遷移；分(fen)子(zi)量(liang)太(tai)低(di)，耐(nai)洗(xi)滌(di)性(xing)和(he)表(biao)麵(mian)耐(nai)摩(mo)擦(ca)性(xing)不(bu)佳(jia)。通(tong)常(chang)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)的(de)分(fen)子(zi)量(liang)比(bi)高(gao)聚(ju)物(wu)分(fen)子(zi)量(liang)小(xiao)得(de)多(duo)。加(jia)入(ru)低(di)分(fen)子(zi)量(liang)物(wu)質(zhi)可(ke)能(neng)會(hui)使(shi)高(gao)聚(ju)物(wu)材(cai)料(liao)的(de)物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)惡(e)化(hua)。為(wei)了(le)減(jian)少(shao)這(zhe)種(zhong)不(bu)良(liang)影(ying)響(xiang)，抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)的(de)一(yi)般(ban)添(tian)加(jia)量(liang)為(wei)0.3%~2.0%。抗靜電劑的添加量還視製品用途而異。

CMC（臨界膠束濃度）值是表麵活性劑表麵活性的一種量度。CMC值越小，表麵活性劑達到表麵（界麵）吸(xi)附(fu)的(de)濃(nong)度(du)越(yue)低(di)
，或(huo)形(xing)成(cheng)膠(jiao)束(shu)所(suo)需(xu)濃(nong)度(du)越(yue)低(di)，因(yin)此(ci)抗(kang)靜(jing)電(dian)性(xing)的(de)起(qi)效(xiao)濃(nong)度(du)也(ye)越(yue)低(di)。不(bu)同(tong)結(jie)構(gou)的(de)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)添(tian)加(jia)量(liang)不(bu)同(tong)，並(bing)且(qie)隨(sui)製(zhi)品(pin)形(xing)式(shi)的(de)不(bu)同(tong)而(er)不(bu)同(tong)。添(tian)加(jia)量(liang)有(you)一(yi)個(ge)範(fan)圍(wei)。過(guo)低(di)，抗(kang)靜(jing)電(dian)效(xiao)果(guo)不(bu)明(ming)顯(xian)
，過(guo)高(gao)，會(hui)影(ying)響(xiang)材(cai)料(liao)的(de)物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)。薄(bo)膜(mo)、片材等薄製品的添加量較少，厚製品的添加量則相對較多。

kangjingdianjiyujuhewudexiangrongxingzunxunjixingxiangjinxiangrongyuanli。gaofenzicailiaodoujuyouchangtanlianjiegou，duoshufeijixingshuzhi，youdejuyoujixingduanji，zengqianglejixing。kangjingdianjitongshijuyouzengshuiji（非極性）和親水基（極性）。一般憎水基碳鏈越長，與聚合物的相容性越好。親水基若極性很強，則與聚合物的相容性不好
；若極性較弱，則親水吸附性較差。相容性太好，抗靜電劑不易遷出
，達不到抗靜電效果
；相(xiang)容(rong)性(xing)不(bu)好(hao)

，遷(qian)出(chu)太(tai)快(kuai)
，持(chi)效(xiao)期(qi)太(tai)短(duan)，影(ying)響(xiang)長(chang)期(qi)使(shi)用(yong)。因(yin)此(ci)在(zai)設(she)計(ji)和(he)使(shi)用(yong)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)時(shi)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)上(shang)述(shu)因(yin)素(su)，通(tong)過(guo)實(shi)驗(yan)篩(shai)選(xuan)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)的(de)品(pin)種(zhong)及(ji)最(zui)佳(jia)使(shi)用(yong)量(liang)。

2．基材樹脂

除表麵活性劑的結構和性能外
，抗靜電性還與高聚物的結構、玻璃化溫度、結晶性能、介電常數及表麵性能等有關。表麵性能中除表麵形狀、多孔性等以外
，最主要的是表麵能或表麵張力。

zaixuanzetufuxingkangjingdianjishi
，kangjingdianjidebiaomianzhangliyingdengyuhuoxiaoyubeitufugaojuwugutidelinjiebiaomianzhangli，cainengdedaolianghaodepuzhanrunshihezhanfuxiaoguo。biao2列出了一些高聚物的臨界表麵張力σC。

此外，基材樹脂的結構
、結晶度和取向度（伸長率）
、密度、孔(kong)隙(xi)率(lv)對(dui)抗(kang)靜(jing)電(dian)效(xiao)果(guo)也(ye)具(ju)有(you)較(jiao)大(da)影(ying)響(xiang)。抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)隻(zhi)能(neng)存(cun)在(zai)於(yu)高(gao)聚(ju)物(wu)的(de)非(fei)晶(jing)區(qu)域(yu)，並(bing)在(zai)其(qi)中(zhong)活(huo)動(dong)。聚(ju)合(he)物(wu)分(fen)子(zi)鏈(lian)的(de)規(gui)整(zheng)性(xing)越(yue)好(hao)，越(yue)容(rong)易(yi)結(jie)晶(jing)
；結晶度越大，密度越大，則非結晶區越小，抗靜電劑可活動的區域越小，致使其向外遷出困難。

對於聚烯烴，加入抗靜電劑的LDPE在加工後很快就顯現抗靜電效果並達到平衡。HDPE呈現一定滯後，而PP則很慢才出現抗靜電效果（見圖3）。由圖還可清楚看到
，羥乙基烷基胺類抗靜電劑分子鏈越長
，遷移越慢，且抗靜電效果隨加工方法的不同而不同。

高聚物的玻璃化轉變溫度會直接影響抗靜電劑分子向表麵遷移。玻璃化溫度低的高聚物，在室溫下其鏈段能“自由”運動。這種運動能促進鏈段周圍的抗靜電劑分子遷移至表麵。玻璃化溫度高的高聚物
，在室溫下鏈段處於“凍結”狀態
，不利於抗靜電劑分子遷移。

3．其它添加劑的影響

高聚物材料加工時，往往要添加一些穩定劑、顏料、增塑劑、潤滑劑、fensanjihuozuranjidengzhuji。zhexietianjiajiyukangjingdianjidexianghuzuoyongyehuiduikangjingdianxiaoguochanshenghendayingxiang。liruyinlizixingwendingjihuiyuyanglizixingkangjingdianjixingchengfuhewu，congerjiangdigezidexiaoguo。runhuajitongchangnenghenkuaiqianyidaogaojuwubiaomianshang，yizhilekangjingdianjidezhuanyi。ruorunhuajifenzicengfugaizaikangjingdianjifenzicengshang，huishikangjingdianjibiaomiannongdujiangdi

，xianzhuyingxiangkangjingdianxiaoguo

；youshiyouyurunhuajideyingxiang，yehuicujinkangjingdianjixiangbiaomianzhuanyi。zengsujihuizengjiadafenzilianjiandejuli
，shifenziyundonggengweirongyi，tigaolegaojuwudekongxilv，youliyukangjingdianjixiangzhipinbiaomianqianyifahuikangjingdianzuoyong。youxiezengsujihuijiangdigaojuwudebolihuawendu，yekeshikangjingdianjidexiaoguozengda。kangjingdianjiyugezhongtianjiajideyingxiangdaxiao，shixianhennanyuce，muqiandaduoshushitongguoshiyanlaixuanyongzuiheshidekangjingdianjiheyongliang。

分散劑、穩(wen)定(ding)劑(ji)及(ji)顏(yan)料(liao)等(deng)無(wu)機(ji)添(tian)加(jia)劑(ji)
，一(yi)般(ban)都(dou)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)吸(xi)附(fu)能(neng)力(li)，使(shi)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)難(nan)以(yi)遷(qian)移(yi)到(dao)表(biao)麵(mian)上(shang)，對(dui)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)的(de)擴(kuo)散(san)遷(qian)移(yi)具(ju)有(you)反(fan)作(zuo)用(yong)，抗(kang)靜(jing)電(dian)效(xiao)果(guo)會(hui)變(bian)差(cha)。大(da)多(duo)數(shu)無(wu)機(ji)添(tian)加(jia)劑(ji)都(dou)是(shi)細(xi)小(xiao)的(de)微(wei)粒(li)，具(ju)有(you)較(jiao)大(da)的(de)表(biao)麵(mian)積(ji)，易(yi)吸(xi)附(fu)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)
，使(shi)其(qi)不(bu)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)發(fa)揮(hui)抗(kang)靜(jing)電(dian)作(zuo)用(yong)。顏(yan)料(liao)微(wei)粒(li)則(ze)容(rong)易(yi)富(fu)集(ji)在(zai)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)周(zhou)圍(wei)，影(ying)響(xiang)其(qi)向(xiang)外(wai)擴(kuo)散(san)。例(li)如(ru)
，相(xiang)同(tong)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)濃(nong)度(du)的(de)ABS中加入二氧化鈦後
，抗靜電作用降低。不同無機填料的吸附性不同
，對抗靜電效果發揮的影響也不一樣。

此(ci)外(wai)
，高(gao)聚(ju)物(wu)組(zu)分(fen)中(zhong)的(de)彈(dan)性(xing)體(ti)也(ye)會(hui)使(shi)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)的(de)效(xiao)能(neng)變(bian)差(cha)。例(li)如(ru)在(zai)聚(ju)丙(bing)烯(xi)與(yu)橡(xiang)膠(jiao)的(de)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)中(zhong)
，發(fa)現(xian)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)富(fu)集(ji)在(zai)橡(xiang)膠(jiao)組(zu)分(fen)周(zhou)圍(wei)，使(shi)其(qi)難(nan)於(yu)遷(qian)移(yi)到(dao)表(biao)麵(mian)。

4．加工過程的影響

聚合物製品的加工方式最終會影響製品中高分子鏈的規整程度、結晶度、結jie晶jing形xing態tai及ji有you序xu化hua程cheng度du。若ruo高gao聚ju物wu在zai熔rong融rong狀zhuang態tai下xia成cheng型xing後hou，立li即ji在zai低di於yu其qi玻bo璃li化hua溫wen度du的de室shi溫wen下xia進jin行xing冷leng卻que
，抗kang靜jing電dian劑ji就jiu很hen難nan擴kuo散san到dao製zhi品pin表biao麵mian

，從cong而er沒mei有you足zu夠gou的de抗kang靜jing電dian效xiao果guo。若ruo製zhi品pin在zai高gao於yu玻bo璃li化hua溫wen度du的de溫wen度du下xia冷leng卻que

，由you於yu大da分fen子zi鏈lian段duan運yun動dong有you助zhu於yu抗kang靜jing電dian劑ji擴kuo散san
，這zhe樣yang不bu僅jin製zhi品pin能neng呈cheng現xian出chu足zu夠gou抗kang靜jing電dian效xiao果guo，而er且qie即ji使shi用yong摩mo擦ca或huo水shui洗xi除chu去qu表biao麵mian上shang的de抗kang靜jing電dian劑ji
，也ye能neng較jiao迅xun速su恢hui複fu其qi抗kang靜jing電dian效xiao果guo。

5．環境的影響

添(tian)加(jia)型(xing)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)發(fa)揮(hui)抗(kang)靜(jing)電(dian)效(xiao)果(guo)大(da)多(duo)是(shi)靠(kao)吸(xi)附(fu)水(shui)作(zuo)為(wei)離(li)子(zi)的(de)電(dian)離(li)場(chang)所(suo)來(lai)進(jin)行(xing)導(dao)電(dian)，因(yin)此(ci)空(kong)氣(qi)濕(shi)度(du)的(de)大(da)小(xiao)將(jiang)對(dui)抗(kang)靜(jing)電(dian)效(xiao)果(guo)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)。表(biao)3顯示了塑料的表麵電阻率與環境相對濕度的關係。

聚烯烴的抗靜電效果隨濕度的變化關係見圖4。

由上圖可看出，濕度的不同會帶來抗靜電性能的差異。在濕度較小（2％）的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，即(ji)使(shi)添(tian)加(jia)有(you)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)

，製(zhi)品(pin)表(biao)麵(mian)也(ye)不(bu)能(neng)形(xing)成(cheng)具(ju)有(you)相(xiang)當(dang)厚(hou)度(du)的(de)電(dian)離(li)水(shui)層(ceng)，不(bu)能(neng)給(gei)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)提(ti)供(gong)充(chong)分(fen)的(de)電(dian)離(li)場(chang)所(suo)，也(ye)就(jiu)無(wu)法(fa)體(ti)現(xian)抗(kang)靜(jing)電(dian)效(xiao)果(guo)。因(yin)此(ci)抗(kang)靜(jing)電(dian)劑(ji)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)最(zui)低(di)濕(shi)度(du)以(yi)保(bao)證(zheng)其(qi)抗(kang)靜(jing)電(dian)作(zuo)用(yong)的(de)發(fa)揮(hui)。