抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消散静电荷产生的化学添加剂。抗静电剂自身没有自由活动的电子,属于表面活性剂范畴,它通过离子化基团或极性基团的离子传导或吸湿作用,构成泄漏电荷通道,达到抗静电的目的。

抗静电剂按照使用方式可分为外部抗静电剂和内部抗静电剂两大类。外部抗静电剂是把抗静电剂以一定浓度溶于醇或醇-醇混合溶液中,对塑料制品表面进行涂覆或浸渍,经过烘干或凉干抗静电剂牢固地结合在制品表面。使用时不影响聚合物的加工性能和物理机械性能,但因摩擦、洗涤或向聚合物内部迁移而逐步减少,因此,处理后抗静电效果难以持久。内部抗静电剂是在聚合物材料加工前或加工中加入的,其分子分散在聚合物分子之间,表面的抗静电剂损失后,能及时迁移到制品表面,使其保持持久的抗静电效果。

按照作用的耐久性又分暂时性抗静电剂和耐久性抗静电剂;按照抗静电剂的结构特征又可分为:无机盐类、表面活性剂、无机半导体、电解质高分子和**半导体高聚物等,下面重点介绍表面活性剂抗静电剂。这类抗静电剂按分子中的亲水基能否电离,以及离子化特征可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型。

在这类抗静电剂中,分子的活性部分是阴离子,其中包括烷基磺酸盐、硫酸盐、磷酸衍生物、高级脂肪酸盐、羧酸盐及聚合型阴离子抗静电剂等。其阳离子部分多为碱金属或碱土金属的离子、铵、**胺、氨基醇等,广泛用于化纤油剂、油品等的抗静电剂。在塑料工业中,除了某些烷基磷酸酯、烷基硫酸酯及其胺盐用作外部抗静电剂外,一般较少用作内部抗静电剂使用。

阳离子型抗静电剂主要包括胺盐、季铵盐、烷基氨基酸盐等。其中季铵盐较为重要,抗静电性能优良,对高分子材料有较强的附着力,广泛用作纤维和塑料的抗静电剂。但是,有些季铵盐化合物热稳定性差,具有一定的毒性和 ** 性,并且与某些着色剂和荧光增白剂反应,作为内部抗静电剂使用受到限制。

季铵盐季铵盐是用叔胺与烷基化试剂通过季铵化反应来合成的。通常的烷基化试剂有烷基卤化物如CH3Cl、CH3Br、CH2=CHCH2Cl,芳香族卤化物如C6H5CH2Cl、C6H5Cl以及硫酸二烷酯等。随着所使用的叔胺和烷基化试剂的不同,作为抗静电剂使用的季铵盐品种很多,较重要的代表性品种有以下几类:

1)烷基叔胺氯化物:代表品种有硬脂酰**基氯化铵(如Arguad18),硬脂酰二甲基戊基氯化铵,广泛作为纤维、织物的抗静电剂、柔软剂。

2)烷基叔胺硝酸盐:代表品种有抗静电剂SN,是带有酰胺结构的阳离子季铵盐抗静电剂,广泛作为塑料的内、外抗静电剂,可用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸树脂、ABS树脂、聚乙烯、聚丙烯和聚酯等多种塑料。

3)烷基叔胺硫酸酯盐:代表性品种有:(月桂酰胺丙基**基铵)硫酸甲酯盐(CyastatLS)、N,N-双(2-羟乙基)-N-(3′-十二烷氧基-2′-羟基丙基)甲铵硫酸甲酯盐(Cyastat609)、三羟乙基甲基季铵硫酸甲酯盐(英国Te ** s公司抗静电剂TM)、N,N-十六烷基乙基吗啉硫酸乙酯盐(美国Baird公司BarquatCME)等。

4)烷基叔胺磷酸盐:这类阳离子型抗静电剂有硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵二氢磷酸盐(CyastatSP)。除了季铵盐之外,阳离子型抗静电剂还包括烷基胺、环胺、酰氨基胺的盐、咪唑啉盐乙基丙烯酰胺盐等。广泛的用作纤维的抗静电剂和表面处理剂。

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