聚丙烯薄膜抗靜電改性研究及應(yīng)用

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1、浙江理l：大學(xué)碩士學(xué)位論文聚丙烯薄膜抗靜電改性研究及應(yīng)用1．1所示)【7】o表1．1常見塑料的電阻率塑料種類體積電阻率／Q·鋤聚乙烯(PE)10n一1017聚丙烯(PP)lO”一1018聚氯乙烯硬質(zhì)PVClOH一1016軟質(zhì)PVC109一10¨聚苯乙烯(PS)10”一1017丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)1016聚碳酸酯(PC)10m聚酰胺(PA)10婚一1014聚酯(PET、PBT)10他一10。1聚甲醛(POM)10“一10m聚乙烯醇(PVA)107—1091．1．2聚丙烯薄膜靜電的危害物體一旦帶上靜電后，盡管

2、有時所帶的靜電量并不多，也會給現(xiàn)代生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來不便，甚至是嚴重的經(jīng)濟及安全問題。尤其是當(dāng)物體所帶電量不能盡快消除而形成大量靜電積累時，甚至?xí)痨o電災(zāi)害(例如，當(dāng)表面電位Vs≥O．1kV，可產(chǎn)生表面放電；當(dāng)Vs≥10kV時，則能引起靜電電擊)。在印刷、塑料、紡織、造紙等企業(yè)中，由于該類企業(yè)是高分子材料較集中的加工生產(chǎn)和使用的場所，靜電危害更容易發(fā)生，輕者吸附灰塵、妨礙包裝等，使生產(chǎn)不能正常進行；重者會發(fā)生靜電放電，如果這時靜電放電環(huán)境中存在大量粉塵、易燃易爆性物品，則放電瞬間產(chǎn)生的火花會導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)、爆炸等嚴重事故【

3、11】。在人們的日常生活中，塑料制品由于靜電原因而引起的不愉快也到處都是，比如會吸附環(huán)境中的灰塵及其他物質(zhì)，影響了視覺和美觀，甚至還會損害制品表面(比如腐蝕、磨損制品表面等)。在塑料的分子結(jié)構(gòu)中，大部分分子鏈?zhǔn)怯晒矁r鍵構(gòu)成的，不能電離也難于傳遞自由電子，電絕緣性高‘12】：通用塑料的表面電阻率一般高達1016一-'1020Q[101。PP作為五大通用塑料之一，其原料來源豐富、價格便宜、易于加工成型，力學(xué)性能、耐熱性能、綜合性能?浙江理一]：火學(xué)碩士學(xué)位論文聚丙烯薄膜抗靜電改性研究及應(yīng)用優(yōu)良，且無毒、易于回收，因此其薄膜及薄

4、膜制品在很多領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。因聚丙烯分子是完全非極性的，電絕緣性很高，它的表面電阻率1016～1017Q，體積電阻率1016～1018Q·cm【13】。所以，相對而言聚丙烯是高分子聚合物材料中比較易產(chǎn)生靜電荷積累的。而一旦產(chǎn)生了靜電積累，其危害是不容小覷的。這會導(dǎo)致在聚丙烯薄膜生產(chǎn)或加工過程過，會因摩擦等原因使薄膜帶上靜電而很難通過傳導(dǎo)消失，給薄膜的生產(chǎn)、加工、應(yīng)用帶來問題[12】?？轨o電PP薄膜首先是在粉末包裝、食品包裝、糖果包裝等領(lǐng)域得以應(yīng)用的，因為靜電積聚的緣故，會導(dǎo)致PP薄膜吸附空氣中的灰塵或其它臟物，不僅影響

5、到薄膜表面的美觀，而且在使用過程中也會發(fā)生靜電吸附，影響正常使用[川。比如在包裝粉狀產(chǎn)品時，如果包裝材料帶有靜電，則靜電會使粉末粘附在包裝薄膜壁上，使袋口難以封合；而在相對濕度較低的情況下，薄膜表面帶有靜電往往會吸附空氣中的小顆粒，使得印刷后表面“發(fā)花”，玷污材料表面【12】。20世紀80年代以后，抗靜電PP薄膜及制品在機電產(chǎn)品、儀器儀表部件、電子元器件、大規(guī)模集成電路、線路板等領(lǐng)域迅速發(fā)展，需求量和使用量迅速增加。這就更加需要用相應(yīng)的方法將聚丙烯薄膜表面的靜電消除，以滿足生產(chǎn)生活的需求。1．1．3聚丙烯薄膜靜電的消除要減

6、少靜電的危害，一般應(yīng)從兩個方面著手：一是避免物體間的摩擦及接觸，或者減少這些接觸跟摩擦，以減少靜電的產(chǎn)生；二是盡快泄漏掉物體上已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷，防止或減少靜電荷的積累【15】。通?？刹捎孟铝蟹绞较驕p少聚丙烯薄膜表面上的靜電。(1)提高薄膜加工環(huán)境和使用場合的濕度隨著高分子材料制品環(huán)境濕度的提高，其表面電導(dǎo)率也會增加，從而加快了電荷的消散‘151。故提高加工環(huán)境和使用場合的濕度可以有效地泄露聚丙烯薄膜所帶的靜電荷。釋放水汽、灑水或使用加濕器等方法都能用來提高濕度【16】。(2)使用靜電中和器使用中和器的目的使周圍環(huán)境中的

7、空氣電離，增加空氣的電導(dǎo)率，使薄膜產(chǎn)生的電荷迅速泄漏到環(huán)境空氣中去【12】。(3)對薄膜進行改性，降低電阻率與前兩種方法相比，這種方法是從源頭上抑制靜電荷積累的產(chǎn)生，提高材料的電導(dǎo)率是抗靜電最有效、最根本的方法[17]，且不增加生產(chǎn)使用環(huán)節(jié)的復(fù)雜性，更便利簡單。它包括物理法和化學(xué)法。物理法是主要是在材料中添加抗靜電劑或?qū)щ娦蕴盍?，提高其電?dǎo)率；添加抗靜電劑或?qū)щ娦蕴盍鲜悄壳氨容^常用的浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文聚丙烯薄膜抗靜電改性研究及應(yīng)用改性方法，市場上已經(jīng)有不少商品化了的產(chǎn)品存在。化學(xué)法主要是指在材料表面引入極性或離子化基

8、團進行改性，使其導(dǎo)電性得以提高‘18]。1．2聚丙烯薄膜抗靜電改性方法與機理聚丙烯薄膜良好的電絕緣性和高電阻率在某些場合是很好的優(yōu)點，但是在另一些場合，由于自身積累的靜電難以泄露，往往會使得該優(yōu)點變成了缺點。這就需要對聚丙烯薄膜進行抗靜電改性。對聚丙烯薄膜而言，其抗靜電改性方法有多種，核心目的都是使聚丙