聚酰胺聚醚型抗静电剂

摘要：本文阐述了抗静电剂在日常生产生活的需求，抗静电剂的机理和种类，并着重介绍聚酰胺-聚醚型抗静电剂。

关键词：抗静电剂;聚酰胺;聚醚

1.引言

随着社会发展，各行各业对材料的功能性有着越发明确的需求，对材料也从量的需求转向对质的追求。塑料被广泛应用于各个领域，尽管能够满足大多数对材料的需求，在生产生活中扮演重要角色，但日常使用的塑料大多具有良好的电绝缘性，在加工、运输和使用过程中容易产生并储存静电而对人们的财产生命安全有着不可忽视的危险隐患。

消减静电的危害成为一个重要的课题，在不同场合有着不同的抗静电方法，各有优缺点。如今抗静电剂的使用能有效的消除静电危害，且效果相比其他方法更好。

2.抗静电剂

2.1 抗静电剂的作用机理

抗静电剂的作用机理主要有三种，分为外部涂覆型、内部添加型及高分子永久型。

外部涂覆型的抗静电剂具有亲油端和亲水端的分子结构，使用时将其涂覆在材料的表面，親油端可以很好地与基体材料结合，亲水端可以吸附水分子或者自身通过电离与空气中的水分子结合形成水膜促进电荷的流失。并且其亲油端与基体材料之间也会有一定的润滑作用，减少摩擦带来的电荷转移，从而减少静电荷的累积，以此达到抗静电的效果。

内部添加型是在基体材料内部添加抗静电材料，其作用机理类似于涂覆型的抗静电剂，也会在材料表面形成一个导电的水膜促进电荷流出，但不同于涂覆型抗静电剂的是内部添加型在材料内部也会有抗静电剂的填充，在外部磨损殆尽的同时，内部预留的抗静电剂会外移到表面重新形成抗静电保护层，具有更持久的保护能力。

高分子永久型抗静电剂是通过共混的方式与基体材料充分混合，在材料的内部会有活跃的质子，利用离子传递电荷提高电导率;并且共混过程中抗静电剂会在材料表面形成筋状分布层，在材料内部会形成球粒状，即“芯壳结构”，特殊的构造使材料拥有较强的导电性能，能够及时将材料上产生的静电导出。

2.2 抗静电剂的种类

抗静电剂按化学结构主要可分为表面活性剂型和高分子永久性抗静电剂两种。

表面活性剂型抗静电剂的分子结构中存在亲油端及亲水端，主要以喷涂的方式附着在材料表面上。表面活性剂型抗静电剂的种类有很多，按分子结构可分为离子型、非离子型、阴离子型及两性型四种。可以采用喷涂、浸润或者共混的方式发挥抗静电的效果，用量少而抗静电效果良好，但是在使用过程中易磨损，并不能长久抗静电。

高分子永久型抗静电剂是近年来较火热的新型抗静电剂，且抗静电效果相对于表面活性剂型的更好，且持续时间长，不易损耗，通过与基体材料共混来实现改性。高分子永久型抗静电剂的机理是通过与基体材料共混，在材料内部和表面分布，凭借自身的亲水或导电性能来实现抗静电效果的。高分子永久型抗静电剂需要提高自身在基体材料中的分布而提高自身导电性能。

与较早研发的涂覆型抗静电剂相比，具有高分子结构的新型永久抗静电剂抗静电的效果更加稳定持久。

3.聚酰胺-聚醚抗静电剂

3.1 聚酰胺-聚醚抗静电剂概述

聚酰胺-聚醚抗静电剂是一种热塑性弹性体，由聚醚段和聚酰胺段交替结合具有热塑性性能的共聚物材料，由聚醚软段和聚酰胺硬段交替嵌段聚合的共聚物材料，其中聚醚段赋予了抗静电剂强回弹性、高延展性等性能，而聚酰胺段通过物理交联的方式，将共聚物分子链联结、交联，分子链间不易滑动。由于软、硬段之间的混合自由能大于零，在固态时，软、硬段的不相容导致微相分离，硬段形成结晶微区分散在软段连续相之间。当升温时聚酰胺段会破坏交联状态变成流体从而与聚醚段相互混合，成为熔融状态;而降温后，聚酰胺段再次发生物理交联现象，与聚醚段产生微相分离。因此容易加工，易与基体材料充分共混。

聚酰胺抗静电剂原材料易得，反应过程简单，生产效率很高，且产品造粒方便运输，加工易制作成型，易脱模，故总体生产线成本低，比较容易投入到工业生产线上生产。加工成品无需添加或者少量添加助剂和配合剂，因此材料重复利用率较高，边角料遗弃率低，这对环境保护有着进步意义。

3.2 聚酰胺6-聚醚抗静电剂的概述

聚酰胺6-聚醚型永久抗静电剂具备很多优异的性能，且对人体和自然的毒害较小，是一种极具商业前景的高分子型永久抗静电剂。由于国外永久抗静电剂的发展较早、体系较为完善，已有公司研制出部分系列的聚酰胺6-聚醚型永久抗静电剂，并将其商业化垄断。但国内对永久抗静电剂的研究起步晚，对聚酰胺6-聚醚型永久抗静电剂结构与性能的研究仍需深入，已经制备的聚酰胺6-聚醚一般采用两步法，工艺复杂，性能不佳，其中两次加料法的生产方式存在生产效率低、生产成本高，设备复杂的难题。

3.3 聚酰胺6-聚醚抗静电剂的合成方法

以己内酰胺和聚醚为原料制备聚酰胺6-聚醚抗静电剂的方法有水解开环聚合法和阴离子开环聚合法两种。水解开环聚合法在生产中的应用较广，具有较成熟的合成工艺，已经投入到工业生产的TPAE一般都采用这种方法。

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作者简介：谭力超（1996-），男，汉族，籍贯：山东省乳山市。作者单位：天津师范大学管理学院。