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于它作為表面活性劑的基本特性 ―― 表面活性 。 表面活性與分中親水基種類 、 憎水基種類 、 分子的形狀 、 分子量大小等有關 。 當抗靜電劑分子在相界面作定向吸附時，就會降低相界面的自由能及水和塑料之間的臨界接觸角。這種吸附作用 ，僅與基體的性質有關 ， 而且還與表面活性劑的性質有關 。 根據極性相似規則 ， 表面活性劑分子的碳氫鏈部分傾向與高分子鏈段接觸 ， 極性基團部分傾向與空氣中的水接觸 。 高分子材料作為疏水材料 ， 抗靜電劑在其表面的主要作用就是形成規則的面向空氣中的水的親水吸附層。

在空氣濕度相同的情況下，親水性好的抗靜電劑會結合更多的水，使得聚合物表面吸附更多的水，離子電離的條件更充分，從而改善抗靜電效果。

通過質子置換 ， 也能發生電荷轉移 。 含有羥基或氨基的抗靜電劑 ， 可以通過氫鍵連成鏈狀， 在較低的濕度下也能起作用 。

添加型抗靜電劑效果決定于添加劑向塑料制品表面的遷移速率 。 當塑料制品表面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 ， 不利于它向高聚物表面遷移 ； 分子量太低 ， 耐洗滌性和表面耐摩擦性不佳 。 通常抗靜電劑的分子量比高聚物分子量小得多 。 加入低分子量物質可能會使高聚物材料的物理機械性能惡化。為了減少這種不良影響，抗靜電劑的一般添加量 為0.3%~2.0% 。抗靜電劑的添加量還視制品用途而異。

CMC （臨界膠束濃度）值是表面活性劑表面活性的一種量度。 CMC 值越小，表面活性劑達到表面 （ 界面 ） 吸附的濃度越低 ， 或形成膠束所需濃度越低 ， 因此抗靜電性的起效濃度也越低 。 不同結構的抗靜電劑添加量不同 ， 并且隨制品形式的不同而不同 。 添加量有一個范圍 。過低 ， 抗靜電效果不明顯 ， 過高 ， 會影響材料的物理機械性能 。 薄膜 、 片材等薄制品的添加量較少，厚制品的添加量則相對較多。

抗靜電劑與聚合物的相容性遵循極性相近相容原理。高分子材料都具有長碳鏈結構，多屬非極性樹脂 ，有的具有極性端基 ，增強了極性。抗靜電劑同時具有憎水基（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；相容性不好，遷出太快，持效期太短。影響長期使用。因此在設計和使用抗靜電劑時需要考慮上述因素，通過實驗篩選抗靜電劑的品種及最佳使用量。

2、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、分散劑或阻燃劑等助劑。這些添加劑與抗靜電劑的相互作用也會對抗靜電效果產生很大影響。例如陰離子型穩定劑會與陽離子型抗靜電劑形成復合物，從而降低各自的效果。潤滑劑通常能很快遷移到高聚物表面上，抑制了抗靜電劑的轉移。若潤滑劑分子層覆蓋在抗靜電劑分子層上，會使抗靜電劑表面濃度降低，顯著影響抗靜電效果；有時由于潤滑劑的影響，也會促進抗靜電劑向表面轉移 。 增塑劑會增加大分子鏈間的距離，使分子運動更為容易，提高了高聚物的孔隙率，有利于抗靜電劑向制品表面遷移發揮抗靜電作用。有些增塑劑會降低高聚物的玻璃化溫度，也可使抗靜電劑的效果增大。抗靜電劑與各種添加劑的影響大小，事先很難預測，目前大多數是通過實驗來選用最合適的抗靜電劑和用量。分散劑、穩定劑及顏料等無機添加劑，一般都有較強的吸附能力，使抗靜電劑難以遷移到表面上 ，對抗靜電劑的擴散遷移具有反作用，抗靜電效果會變差。大多數無機添加劑都是細小的微粒，具有較大的表面積，易吸附抗靜電劑，使其不能有效地發揮抗靜電作用。顏料微粒則容易富集在抗靜電劑周圍，影響其向外擴散 。 例如 ， 相同抗靜電劑濃度的 ABS 中加入二氧化鈦后，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。

此外，高聚物組分中的彈性體也會使抗靜電劑的效能變差 。 例如在聚丙烯與橡膠的復合材料中，發現抗靜電劑富集在橡膠組分周圍，使其難于遷移到表面。

3、加工過程的影響

聚合物制品的加工方式最終會影響制品中高分子鏈的規整程度、結晶度、結晶形態及有序化程度。若高聚物在熔融狀態下成型后，立即在低于其玻璃化溫度的室溫下進行冷卻，抗靜電劑就很難擴散到制品表面，從而沒有足夠的抗靜電效果。若制品在高于玻璃化溫度的溫度下冷卻，由于大分子鏈段運動有助于抗靜電劑擴散，這樣不僅制品能呈現出足夠抗靜電效果，而且即使用摩擦或水洗除去表面上的抗靜電劑，也能較迅速恢復其抗靜電效果。

默尼—抗靜電劑（以下抗靜電劑均為光學透明、耐高溫、對濕度不敏感）

水溶性抗靜電劑：

雙三氟甲磺酰亞胺鋰（LiTFSI）

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疏水性抗靜電劑：

AI4300-3T抗靜電劑

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三丁基甲基銨雙三氟甲磺酰亞胺鹽（TBMA-TFSI）

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