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抗静电剂在塑料中的应用(2)

时间:2014-01-15来源:未知 作者:chem 点击:
二、抗静电剂的选用原则 1.经济型或高利润性 具有较好的性价比或者高性能性以提供高附加值。 2.加工性 助剂的热稳定性。对设备无不良影响,不造成损伤,如酸性腐蚀。 剂型的选择,粉状或粒状,还有液态形式。比如

二、抗静电剂的选用原则

1.经济型或高利润性


具有较好的性价比或者高性能性以提供高附加值。

2.加工性

助剂的热稳定性。对设备无不良影响,不造成损伤,如酸性腐蚀。
剂型的选择,粉状或粒状,还有液态形式。比如架桥现象的产生主要是粒型的不统一造成的。

3.制品或材料的功能性

对材料的物理机械性能无不良影响。
对其它助剂无不良影响,不能造成其它助剂的功能性下降。与其它助剂最好产生协同效果。
助剂与树脂的相容性,包括结构相近、极性相近、分子量相近,利用偶联剂或相容剂,改善加工工艺如加工方式或工艺条件等来增加两者间的相容性。
赋予材料某种特定功能。

4.毒性和卫生性

自身无毒及其在加工过程和使用过程中不产生有毒物质,无论是分解还是与有可能接触到的物质反应等。对环境无不良影响,环境包括人体工作环境、生活环境和自然环境。凡是不利于人类生存环境和自然环境的物质造成的直接危害或间接危害均属于此范畴。传统的非离子表面活性剂的水溶液多为乳化物。微生物的存在可致其腐败,导致有效成分减少。若表面活性剂自身具有抑菌性,则有效地解决了上述问题。

将半极性的硼酸双多元醇长链脂肪酸酯水溶液与山梨醇脂肪酸酯水溶液相比,放置一个月后,观察各种细菌生长的状态。实验结果表明,硼酸双多元醇长链脂肪酸酯水溶液完全无细菌发生,而山梨醇脂肪酸酯水溶液中则有许多细菌。更深入的实验表明,半极性的硼酸双多元醇长链脂肪酸酯对黄色葡萄菌和大肠杆菌有突出的抑制作用。

复合有机硼类抗静电剂AB系列产品,针对包装行业对卫生性要求严格的特点,在发挥优良抗静电性能的同时不引入有毒有害物质,满足了包装材料的卫生安全要求。中国预防医学院劳动卫生与职业病研究所对AB-33抗静电剂的检验结果表明,AB-33对雄性小鼠的急性经口半数致死量(LD50)大于10g/kg。根据《食品安全性毒理学评价程序和方法》GB15193.3―94中的急性毒性分级标准进行判定,抗静电剂AB-33属实际无毒物质,可用于接触食品的包装材料中。

此外,从实际生产接触和初步的皮肤致敏性实验来看,AB-33抗静电剂对人体无刺激性,接触皮肤无不良反应,安全卫生性高。

三、抗静电剂的应用方法

抗静电剂按其作用方式可分为添加型和涂覆型。添加型可以直接加入聚合物中成为共混或“内部”抗静电剂;涂覆型通过溶液或乳液涂布在塑料表面,成为“外部”抗静电剂。

1.添加型抗静电剂

热塑性塑料的加工主要采用复合型抗静电剂。抗静电剂的不断迁移可使塑料制品保持长期持续的抗静电效果。添加型抗静电剂品种和用量的确定和选择一般凭试验或经验作调整。几类最重要的常用内添加型抗静电剂及常用用量见表5。

表5 几种添加型抗静电剂的用量

聚合物

主要抗静电剂

典型使用浓度

LDPE/LLDPE

乙氧基烷基胺

0.05―0.15

脂肪酸脂

1.00―2.00

LDPE

乙氧基烷基胺

0.10―0.20

脂肪酸脂

1.00―2.00

PP

乙氧基烷基胺

0.10―0.20

脂肪酸脂

1.00―2.00

硬PVC

烷基磺酸盐

0.50―2.00

增塑PVC

脂肪酸脂

0.50―2.00

烷基磺酸盐

0.50―1.50

PS

乙氧基烷基胺

0.50―1.00

烷基磺酸盐

1.50―2.00

脂肪酸脂

1.00―2.00

ABS

乙氧基烷基胺

0.50―1.00

烷基磺酸盐

1.00―2.00

塑料加工过程中,抗静电剂必须承受160~300℃的加工温度。在此热历程中,抗静电剂挥发性不能过大,不能和聚合物或其降解产物或其他的添加剂发生副反应。在很多情况下,含氮物质不适用于PVC,因其碱性部分可促进PVC的降解,生成黑色产物。使用磺化烷烃时,正确选择PVC的热稳定剂非常重要。它们之间可能发生反应,例如,铅、钡/镉和磺化烷烃反应变成红色或棕色。

通常在塑料加工过程中,抗静电剂和其他添加剂、颜料一起在混合设备中进行共混。采用预混(如在转鼓式混合器)的方法可以先将添加剂均匀地分散在塑料颗粒中。由于它们部分不相容,具有一定的滑脱效应,给挤出造粒带来困难。少量的增摩填料(如SiO2)的加入对解决这个问题有所帮助。液体抗静电剂也可以通过进料泵直接进入挤出机的熔融段。

为了达到抗静电剂的最佳混合分散效果,需要将少量的相对不相容的添加剂均匀分散在相当多的聚合物中。例如对于最终的聚乙烯制品,1.5kg的液体脂肪胺要混入1000kg的聚乙烯树脂颗粒中,抗静电剂的这个用量仅能润湿混合体的表面,因此,最终究竟有多少抗静电剂进入塑料就是个问题。解决这个问题的有效方法是先将抗静电剂分散在与最后产品相容性更好的基质中,制成与这些聚合物树脂颗粒大小差不多的浓缩母料。对于较难处理的液体抗静电剂,则可以采用特殊的加工方法。

2.涂覆型抗静电剂

将涂覆型抗静电剂配制成溶液,喷淋、润湿或浸渍塑料制品,然后将其干燥,可使制品快速发挥抗静电性能。此方法的优点是在选择抗静电剂时,既不用考虑热稳定性,也不用考虑与塑料的相容性,因此可选用的抗静电剂品种大大增多了。涂覆型抗静电剂大多是水溶性成分,耐湿性、耐摩性差,需要多次施用。(责任编辑:chem)

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