三分钟带你理解防静电塑料和导电塑料

如何肃清积聚在塑料制品表面的静电以及防止其表面产生静电，一贯是高分子材料研究领域的热门方向。

01

防静电

静电

物体本身常日被认为是电中性的，当两种化学组成不同或者物理状态不同的材料相互打仗摩擦时，它们各自的表面都会发生电荷再分配。
当两种物质重新分离后，每种材料上都会带有比打仗前过量的正或负电荷，这种形式产生的电荷便是静电。

静电征象在聚合物的生产、加工和利用过程中是非常普遍的。
塑料材料在摩擦时，易带上静电。

塑料产生静电的大小，可用其表面电阻率或体积电阻率来表示。
不同类型的塑料制品每每显示不同的表面电阻率和体积电阻率。
一样平常情形下表面电阻率或体积电阻率越大，塑料制品越随意马虎积蓄表电，静电危害也就越显著。

其带电的顺序为:

（正电）聚氨酯、尼龙、醋酸纤维、聚丙烯、聚酯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、氯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯、聚四氟乙烯（负电）。

静电危害

（1）触电

在一样平常情形下,静电不至于对人身造成直接的侵害,但也会发生触电征象，由于很少的静电荷，就足以形成极高的静电压。

例如，在电影胶片的生产过程中，产生的静电压有时会高达几千伏，使人很易触电。
一样平常产生触电的静电压为8000V。

（2）放电

当产生的静电压大于500V时，就能发生火花放电，若这时环境中有易燃物质存在，则每每会导致重大的失火和爆炸事件，如一些矿井爆炸动怒事件，便是因塑料制品产生静电火花所致。

（3）静电吸引力和斥力浸染而产生的问题

例如，在塑料薄膜的制造过程中，由于产生静电吸引力，使得薄膜黏附在机器上，不易分开。
又如，由于静电吸引力，塑料制品会吸附空气中的灰尘，影响制品都雅；电影胶片生产过程中由于静电而影响电影的清晰和唱片的音质等。

抗静电方法

1）在塑料制品加工过程中利用导电装置肃清静电。

2）增加塑料制品加工和利用环境中的空气湿度，有利于抑制静电荷的产生并促进电荷的泄露。

3）采取与构造型导电高分子材料共混或通过接枝共聚改变聚合物构造，使其带有较多的极性基团或离子化基团，降落电阻率，增加导电性。

4）利用强氧化剂氧化或采取电晕放电处理塑料制品表面，提高材料的表面导电性。

5）在制品表面涂覆导电性涂层或复合一层导电性薄膜。

6）在塑估中添加导电性填料，如石墨、炭黑、金属或金属氧化物粉末等，通过混炼将导电填料分散到塑估中，使其成为复合导电塑料。

7）添加抗静电剂，对材料进行抗静处理，使其表面活化，提高材料的表面电导率。

抗静电运用

静电肃清哀求体积电阻率小于10^12 cm以下，而实际上大部分塑料（PF、PVA除外）的体积电阻率都达不到静电肃清的哀求,都要进行抗静电处理。

电磁屏蔽哀求体积电阻率在10~10^4 cm。
电磁波滋扰本色上属于噪声滋扰，计量单位为分贝（dB）。
屏蔽效果的好坏，可分以下几个档次：低屏蔽10~30dB；中屏蔽30～60dB；好屏蔽60~90dB；高屏蔽>90dB。
例如电子设备哀求屏蔽达35dB以上。

电的导体哀求体积电阻率在10 cm以下。

抗静电材料

塑料制品是否会带静电或带静电的大小可用体积电阻率或电导率来评价。

绝缘体：体积电阻率 >10^12 cm或电导率 <10^-9S/cm。

半导体：体积电阻率10^6~10^12cm，或电导率2~10^-9S/cm。

导体：体积电阻率 <10^6cm，或电导率 >2S/cm。

良导体：体积电阻率 <10cm

抗静电塑料哀求其体积电阻率必须降至10^12 cm以下；

导电性塑料哀求其体积电阻率小于10^6cm或电导率大于2S/cm。

防静电塑料常日分为以下几种类型：

1.导电性塑料：这类塑料常日在制造过程中掺入导电剂，如碳黑或金属粉末，以增加塑料的导电性能。
这些塑料常日具有较高的电导率，可以有效地打消或减少静电的积聚。
常见的导电性塑料包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。

摄于国家能源集团展台

2.抗静电塑料：这类塑料常日表面经由分外处理，使其具有一定程度的导电性能，从而减少静电的产生或积聚。
这种处理办法包括表面涂覆导电涂层、添加抗静电剂等。
抗静电塑料常用于须要防止静电滋扰但不须要高度导电性能的场合，如电子产品外壳、医疗东西等。

3.静电屏蔽塑料：这类塑料具有分外的屏蔽构造或添加了屏蔽材料，可以有效地阻挡或减少外部电磁场对内部设备的滋扰，同时也能减少静电的产生或传导。
静电屏蔽塑料常用于电子产品的外壳、电磁屏蔽罩等部件。

4.静电消散塑料：这类塑料具有快速将静电开释到周围环境的能力，从而减少静电的积聚。
静电消散塑料常日表面经由分外处理或添加了能够快速开释电荷的化合物，如氧化物。
常用于须要快速开释静电的场合，如半导系统编制造设备、粉尘爆炸危险区域等。

防静电等级

导静电型：

导静电型防静电材料常日具有极低的电阻值，一样平常低于10的6次方欧姆。
这意味着它们能够快速泄放电荷，特殊是在接地或连接到低电位点时。

导静电型材料在许多高精密度环境中得到广泛运用，如晶圆生产线、手术室和武备库。
在这些场所，静电的积聚可能导致严重的问题，如仪器读数禁绝确、误判、乃至火花引发更严重的事件。

静电耗散型：

静电耗散型防静电材料的电阻值常日在10的6次方到10的9次方欧姆之间。
这些材料能够缓慢地泄放电荷，相对付导静电型来说，泄放韶光较长，泄放电流较小。

静电耗散型材料被广泛运用于电子元器件制造等领域，以确保电子元器件在打仗存储容器时不会发生电荷的快速积聚，从而提高产品的安全性和可靠性。

抗静电型：

抗静电型防静电材料的电阻值常日在10的9次方到10的11次方欧姆之间。
只管相对付导静电型和静电耗散型来说，它们的电阻值较高，但仍旧具有出色的防静电性能。

这些材料适用于对静电非常敏感的产品，如高精度仪器和某些电子元件。

02

导电等级

导电材料

导电塑料是将树脂和导电物质稠浊，用塑料的加工办法进行加工的功能型高分子材料。
紧张运用于电子、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域。
由于塑料在电气领域的常规运用是作为绝缘材料，故有人把导电塑料列为特种功能材料来处理。

导电塑料绝大多数是本来是绝缘的材料里掺加高浓度的丝状炭黑和完备焦化的化合物制得的，它综合了金属的导电性和塑料的各种特性。

导电塑料常日被分为两大类：

构造型导电塑料是指塑料本身具有“固有”的导电性，由聚合物构造供应导电载流子（电子、离子或空穴）。

这类塑料经由掺杂后，电导率可大幅度提高，个中有些乃至可达到金属的导电水平。
掺杂的方法有化学掺杂和物理掺杂二大类，掺杂剂有电子受体、电子给体和电化学掺杂剂等。
掺杂型聚乙炔是个范例例子，在添加碘或五氟化砷等电子受体后，电导率可增至10^4-1cm-1。

复合型导电塑料在复合型导电塑估中，塑料本身并不具备导电性，只充当了粘合剂的角色。

导电性是通过稠浊在个中的导电性的物质如炭黑、金属粉末等得到的。
这些导电性物质称为导电填料，以银粉和炭黑利用最多，它们在复合型导电塑估中起着供应载流子的浸染。

导电材料的运用

构造型导电塑料可用于制作大功率塑料蓄电池、高能量密度电容器、微波接管材料等。

复合型导电塑料制备方便，有较强的实用性，常运用于开关、压敏元件、连接器、抗静电材料、电磁屏蔽材料、电阻器及太阳能电池等。

目前，运用最广泛的导电塑料是将导电填料或离子导电聚合物与其他聚合物复合得到。
常见的导电填料包括炭黑、石墨、碳纤维、石墨烯、碳纳米管、钢纤等，而最常用的离子导电聚合物是聚醚的嵌段共聚物。

摄于青岛泰联展台

摄于国家源集团展台-石墨

摄于德仪展台

摄于天奈科技展台

来源：搜料视点、博凯孚科技、网络