塑料薄膜抗靜電劑處理技術(shù)及測(cè)試方法

1、塑料薄膜抗靜電劑處理技術(shù)及測(cè)試方法塑料薄膜在加工過(guò)程中,因摩擦極易產(chǎn)生靜電積累并放電。在進(jìn)行彩印、干復(fù)等工藝時(shí),由于靜電吸附粉塵、毛發(fā)等異物導(dǎo)致的薄膜質(zhì)量問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。特別是高達(dá)數(shù)萬(wàn)伏的靜電放電極易引燃有機(jī)溶劑,發(fā)生火災(zāi)事故。由塑料薄膜制作的包裝材料對(duì)所包裝的產(chǎn)品,特別是電子產(chǎn)品極易產(chǎn)生靜電危害。而塑料薄膜經(jīng)抗靜電技術(shù)處理后,不僅杜絕了火災(zāi)隱患,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,而且避免了包裝材料因吸附異物造成對(duì)所包裝產(chǎn)品的污染,提高了粉劑產(chǎn)品如洗衣粉、奶粉的灌裝效率。由抗靜電薄膜制作的抗靜電包裝材料,對(duì)所包裝產(chǎn)品如集成電路、電子儀器等起到靜電防護(hù)的作用。目前開(kāi)發(fā)的塑料薄膜的抗靜電技術(shù)較多,如采用強(qiáng)氧化劑氧化或

2、用電暈放電處理薄膜表面,增加薄膜的導(dǎo)電性;或者通過(guò)接枝共聚改變聚合物分子結(jié)構(gòu),使其帶有較多的極性基團(tuán)或離子化基團(tuán),降低薄膜的表面電阻率;以及生產(chǎn)中較為廣泛采用的抗靜電劑處理技術(shù)。而塑料薄膜的防靜電技術(shù)按其技術(shù)性能分為:導(dǎo)電技術(shù),其表面電阻率,s<105;防靜電技術(shù),其表面電阻率105s<109;抗靜電技術(shù)(摩擦后不產(chǎn)生靜電,其表面電阻率109s<1012。塑料薄膜的防靜電技術(shù)因其技術(shù)性能不同,導(dǎo)致其所包裝產(chǎn)品的不同。本文就塑料薄膜用抗靜電劑的性能及作用機(jī)理、抗靜電劑處理技術(shù)及測(cè)試方法作如下介紹。一、抗靜電劑的性能及作用機(jī)理1.抗靜電劑的性能添加型抗靜電劑要求在高溫加工如混煉、

3、造粒、吹塑等過(guò)程中不分解、不變質(zhì);與其它助劑相容性好、塑化良好;衛(wèi)生、無(wú)毒。吹塑成型后當(dāng)薄膜表面遷移出的抗靜電劑分子層受到破壞時(shí),內(nèi)部的抗靜電劑應(yīng)能及時(shí)滲出,恢復(fù)薄膜的抗靜電性能。涂層型抗靜電劑要求與塑料薄膜附著性能好,耐摩擦;易溶于醇類(lèi)、苯類(lèi)、酯類(lèi)等有機(jī)溶劑或水;且成膜后透明、 無(wú)霧度、無(wú)彩虹現(xiàn)象。2.抗靜電劑的作用機(jī)理添加型抗靜電劑的作用機(jī)理主要是抗靜電劑的親水基團(tuán)增加薄膜表面的吸濕性,吸附空氣中的水分,形成微薄的水膜,起泄漏電荷的作用。也可增加薄膜表面的光滑性,降低摩擦系數(shù),防止摩擦起電。涂層型抗靜電劑的作用機(jī)理主要是增加薄膜表面的離子濃度,以陰離子中和正電荷或以陽(yáng)離子中和負(fù)電荷的方法防

4、止電荷積累。介電常數(shù)大的抗靜電劑可增加摩 擦體間的介電性,使介電損耗增加,起到抗靜電效果。 二、抗靜電劑處理技術(shù)及測(cè)試方法 1.添加型處理技術(shù)該技術(shù)是將添加型抗靜電劑按一定比例與熱塑性樹(shù)脂混合,并添加多種助劑,經(jīng)熔融、混煉、造粒,制得抗靜電粒子?？轨o電劑的選用,要注意與基體樹(shù)脂的相容性。若相容性差,則制得的抗靜電粒子性能較差,但相容性太好,則抗靜電劑向表面遷移的速度太慢,難以形成抗靜電水膜。選用其玻璃化溫度較低的熱塑性樹(shù)脂如聚乙烯(PE或聚丙烯(PP作載體樹(shù)脂,有利于抗靜電劑向表面遷移。與載體樹(shù)脂進(jìn)行熔融、混煉、造粒的過(guò)程中,要盡可能維持較低的加工溫度,防止抗靜電劑受熱分解。利用抗靜電粒子制備

5、抗靜電塑料薄膜,常采用三層(ABC共擠吹塑工藝。注意添加抗靜電粒子的比例要根據(jù)其有效物的含量確定,并依據(jù)測(cè)試結(jié)果作適當(dāng)調(diào)節(jié),使其表面電阻率s在1011左右即可。添加量增大不僅增加產(chǎn)品成本,而且會(huì)對(duì)后期的加工工序帶來(lái)不利影響。若要制備抗靜電復(fù)合包裝材料,則應(yīng)把抗靜電粒子加入功能面,而不加入復(fù)合面,以免遷移出的抗靜電劑及水膜形成阻隔層,影響復(fù)合后材料的剝離強(qiáng)度。用制得的薄膜(復(fù)合面經(jīng)電暈處理與其它基材經(jīng)干法復(fù)合后, 即得抗靜電復(fù)合包裝材料。2.涂層型處理技術(shù)涂層型抗靜電劑處理工藝是將離子型表面活性劑制成抗靜電涂料,涂覆于塑料薄膜表面,起防止電荷積累。涂層型抗靜電劑的選用,要根據(jù)被涂覆基材的功函數(shù)大

6、小來(lái)確定。塑料材料的功函數(shù)大,則易帶負(fù)電;功函數(shù)小,則帶正電。常見(jiàn)的塑料材料中,功函數(shù)由大到小的順序依此為:PP、PE、PS、PVDC、PET、PA,即PP、PE極易帶負(fù)電,宜采用陽(yáng)離子型表面活性劑涂覆;PET、PA極易帶正電,宜采用陰離子型表面活性劑涂覆。要求塑料薄膜表面潤(rùn)濕張力大于38dyn/cm2,抗靜電涂料成膜性好、耐摩擦、耐化學(xué)腐蝕且作用持久。制備抗靜電涂料的方法是:將抗靜電劑溶解于成膜性好、與塑料薄膜附著牢固的醇溶性或酯溶性樹(shù)脂或乳液中,也可用聚氨酯粘合劑作載體,用酯類(lèi)溶解,還可溶解于溶劑型塑料涂料中,制成抗靜電涂料。涂布時(shí)注意選擇合適的涂布干量,設(shè)定好干燥箱階梯溫度,控制好卷取速度及環(huán)境相對(duì)濕度,防止涂布后產(chǎn)生霧度、彩虹等現(xiàn)象。3。測(cè)試方法對(duì)塑料薄膜表面電阻率的測(cè)試,要依據(jù)GB/1410-89固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法,在規(guī)定的環(huán)境溫度、相對(duì)濕度條件下進(jìn)行。經(jīng)抗靜電劑技術(shù)處理后的