抗靜電劑溶劑納米氧化錫的性能導(dǎo)電性、透明性、耐候

1、抗靜電劑溶劑納米氧化錫的性能 導(dǎo)電性、透明性、耐候抗靜電劑溶劑納米氧化錫的性能?(導(dǎo)電性、透明性、耐候性、穩(wěn)定性、多功能性)2010-12-07納米氧化錫的性能?(導(dǎo)電性、透明性、耐候性、穩(wěn)定性、多功能性)納米摻銻二氧化錫(antimony doped tin oxide,簡稱ato),是一種n型半導(dǎo)體材料,與傳統(tǒng)的抗靜電材料相比,納米ato導(dǎo)電粉體具有明顯的優(yōu)勢,主要表現(xiàn)在良好的導(dǎo)電性,淺色透明性,良好的耐候性和穩(wěn)定性以及低的紅外發(fā)射率等)：面,是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦投喙δ軐?dǎo)電材料"。本文從抗靜電涂料、抗靜電纖維及抗靜電塑料3個方面介紹了納米ato粉在高分子抗靜電材料中應(yīng)用。1抗

2、靜電涂料抗靜電涂料是納米ato粉的主要應(yīng)用市場。將納米ato粉末作為導(dǎo)電填料添加到聚酰胺、丙烯酸等基體樹脂中,選擇適當(dāng)?shù)姆稚⒎椒?可制得納米復(fù)合透明抗靜電涂料。在納米ato復(fù)合抗靜電涂料中,當(dāng)納米ato粉的添加量達(dá)到某一臨界值時(shí),涂層的導(dǎo)電性能才明顯改善。研究表明,納米ato粉在涂料中的臨界體積濃度(cpvc)約為23%,當(dāng)pvc達(dá)到23%后,涂層的導(dǎo)電性能較好,如圖1所示。但進(jìn)一步增大納米ato的用量,對于涂層的導(dǎo)電性能的改善并沒有很大的幫助,相反,會影響涂層的色澤、透明度以及力學(xué)性能等。另外,基體樹脂的種類、溶劑的用量以及制備工藝等都對涂料的性能有明顯的影響。由于納米ato顆粒比表面積大、

3、比表面能高,屬于熱力不穩(wěn)定體系,粉體顆粒自發(fā)的相互聚集,以降低整個系統(tǒng)的由焓。這種形成團(tuán)聚狀的二次顆粒,乃至三次顆粒,會破壞末的超細(xì)性和均勻性,影響納米粉末的性能,進(jìn)而影響產(chǎn)品最終的使用性能"1)。因此,影響涂料抗靜電性能的首要因素是納米ato粉的高度分散問題。針對如何實(shí)現(xiàn)透明導(dǎo)電涂料中納米ato粉的高度分散問題,李青山等d2通過實(shí)驗(yàn)研究了共沉淀法制備的納米ato粉在水中高度分散體系的形成條件,并討論了球磨時(shí)間及ph值對分散體系的影響,結(jié)果表明,在不加任何助劑的情況下,球磨時(shí)間需要5天以上才能形成分散效果較好的納米ato粉水分散體系；納米ato粉在強(qiáng)堿和等電點(diǎn)(ph=1.8)附近的水

4、溶液中將聚沉,而在遠(yuǎn)離等電點(diǎn)(ph值在10-11.5)的水溶液中可呈現(xiàn)出不同的分散狀態(tài),可形成無團(tuán)聚狀態(tài)的高穩(wěn)定性摻銻二氧化錫超細(xì)粉水分散體系。王棟等""研究了納米ato在水中的穩(wěn)定、分散行為,討論了分散劑種類、ato用量、ph值、分散劑用量對體系穩(wěn)定性、分散性和流變性的影響,制備粘度較低、穩(wěn)定性分散j,哇良好的納米ato懸浮液。納米ato復(fù)合抗靜電涂料是一種用途廣泛的功能材料,如電子設(shè)備的透明包裝薄膜抗靜電涂層、平面顯示材料、面發(fā)熱體等；另外,可通過調(diào)節(jié)銻摻雜量得到不同藍(lán)色調(diào)的納米ato粉,從而獲得不同色調(diào)的抗靜電涂料,這一點(diǎn)對其在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用至關(guān)重要。2抗靜電纖維納米

5、無機(jī)粉體改性纖維材料正逐步成為纖維材料改性的一個重要的發(fā)展方向。與其它類型的抗靜電纖維相比,納米級金屬氧化物型抗靜電纖維具有許多獨(dú)特的優(yōu)異性能,如不受氣候和使用環(huán)境的限制,穩(wěn)定性較好；納米級金屬氧化物不易從纖維上脫落,分布也較為均勻；纖維制備工藝簡單；纖維使用范圍廣泛,幾乎可用干任何需防靜電的場合等"。新型的納米級透明導(dǎo)電粉末,因其制品的透明性和優(yōu)良的導(dǎo)電性而備受人們的青睞。將納米ato用于化學(xué)纖維抗靜電處理的途徑主要有3個：1)在纖維紡絲時(shí)直接添加納米級ato粉末,其關(guān)鍵是無機(jī)納米級ato與纖維材料的相容性,需要添加特殊的分散助劑；2)在原料(如毛條、滌綸絲)染色過程中添加納米級a

6、to或其水性懸浮液,使染色與功能化一步完成；3)在坯布的染色或整理過程中添力口納米級ato水性懸浮液。東華大學(xué)纖維改性國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的王棟等人采用納米粉體ato粉為抗靜電劑,以聚乙烯亞胺(pel)為分散劑,將納米ato穩(wěn)定均勻地分散于去離子水中,并首次將該懸浮液作為聚丙烯腈纖維紡絲過程的預(yù)熱浴,來改善pan纖維的抗靜電性。由于纖維內(nèi)外納米無機(jī)微粒的濃度差和初生pan纖維內(nèi)部大量微孔的存在,納米ato微粒能夠通過擴(kuò)散、遷移進(jìn)入纖維或吸附于纖維表層,當(dāng)pan纖維被拉伸、干燥、致密化處理時(shí),納米ato能留在纖維中并形成納米ato局部接觸的導(dǎo)電通道,賦予pan纖維抗靜電性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明納米ato改性p

7、an纖維的體積比電阻率下降三個數(shù)量級,具有良好的抗靜電性能,同時(shí)還基本保持了纖維原有的力學(xué)性能。另外,國家超細(xì)粉末工程研究中心也正開展將納米ato應(yīng)用于抗靜纖維的制備及其它多個領(lǐng)域的研究。目前改善滌綸織物靜電性能的最主要的方法是采用有機(jī)抗靜電劑通過簡單易行的面料后整理技術(shù)進(jìn)行抗靜電整理。但由于有機(jī)抗靜電劑存在對環(huán)境濕度依賴性大且抗靜電效果持久性差等問題,因此尋求一種具有優(yōu)良且耐久抗靜電性能的抗靜電劑成為研發(fā)熱點(diǎn)。吳越等人i將納米ato粉體用于滌綸織物抗靜電處理,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)納米ato抗靜電整理劑處理的滌綸織物表面電阻從未處理的1012降低到1010級,洗滌50次,抗靜電效果基本不變。陳雪花

8、等""用涂層方法對滌綸面料進(jìn)行了納米級ato抗靜電劑的抗靜電功能整理,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：只有當(dāng)ato粒子暴露在膜的表面時(shí),它才能發(fā)揮抗靜電性能；當(dāng)ato粒子以部分湮沒于膜內(nèi),部分顯露在膜表面的形式存在于涂層中時(shí),涂膜的抗靜電性能才持久。丁鐘復(fù)等將不同銻摻雜量的納米ato粉用于滌綸針織物的抗靜電處理,研究表明,粉體的摻雜量是影響抗靜電性能主要因素之一,在4% 8%銻摻雜量的試驗(yàn)范圍內(nèi),摻雜量越多,它的抗靜電性能越好,但粉體的顏色也隨之加深,將影響其在淺色紡織品上的使用。纖維功能化是合成纖維的一個重要發(fā)展趨勢。我國是化纖的生產(chǎn)和消費(fèi)大國,化學(xué)纖維抗靜電處理將是納米ato粉的重要應(yīng)用市場之一。3抗靜電塑料目前,將各種無機(jī)導(dǎo)電填料(如銅粉、銀粉、炭黑等)摻入到基體高分子中加工成型的抗靜電高分子材料最具使用價(jià)值,復(fù)合材料的體積電阻率在較大范圍內(nèi)可調(diào),其中不少在國外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化。但由于炭黑等材料在塑料中的分散性差,與塑料的相容j,哇不好,因而其在應(yīng)用上也受到一定的限制。納米ato粉粒徑小,與塑料有很好的相容性,