人造革/合成革材料及工艺学(第二版)
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2.14 抗静电剂

绝大多数高分子材料都是绝缘体,在成型加工或使用过程中的摩擦都会在其表面产生静电,由于材料本身无导电性,电荷不能及时传导或泄漏,因而在表面积蓄。在人造革、合成革中,静电的危害主要有:

①静电使革表面容易吸附灰尘,影响制品的透明性和表面光洁度及美观。

②离型纸剥离时会产生很大的静电(几千伏至几万伏),而生产时所用的增塑剂、溶剂又多是易燃和易挥发的物质,若遇到静电很容易发生火灾、爆炸等事故;静电还会破坏革表面的纹路,影响产品质量。

为消除和减少静电危害,添加抗静电剂是一种比较可行的方法。抗静电剂的作用就是在树脂中加入这种助剂后,其制品表面能够防止或者消除静电的产生。

2.14.1 抗静电剂的作用机理

抗静电剂的作用一是抑制静电荷的产生,二是使产生的电荷尽快泄漏。抗静电剂大多属于表面活性剂,在塑料表面形成光滑的抗静电剂分子层而减少了聚合物材料表面的摩擦,因而减少了电荷的产生;同时所形成的抗静电剂分子层吸附空气中的水分子后形成一层肉眼观察不到的 “水膜”,这层水膜在材料表面提供了一层导电的通路,使电荷迅速逸散而不聚集。

2.14.2 抗静电剂的选用条件

理想的抗静电剂应具备如下条件:

①抗静电效果大而持久。

②耐热性好,能在生产时的高温下不分解。

③与革相容性适中,既具有一定的相容性,又具有一定的渗透性/迁移性,以保证当表面的抗静电剂分子层受到破坏时,内部的抗静电剂能够及时渗出,形成新的分子层,恢复防电效能。

④不影响革的加工性能和制品性能。

⑤与其他助剂的相容性好,无对抗效应。

⑥无毒,无臭,对皮肤无刺激。

2.14.3 抗静电剂的分类

①按使用方法分类 可分为外涂型抗静电剂和内加型抗静电剂。一般来说内加型抗静电剂与基础聚合物构成均一体系,较外涂型抗静电剂效能持久。

②根据化学结构分类 可分为硫酸衍生物、磷酸衍生物、胺类、季铵盐、咪唑啉和环氧乙烷衍生物等抗静电剂。

③根据亲水基电离时带电性分类 可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性型、高分子型抗静电剂。

2.14.4人造革与合成革中常用的抗静电剂

(1)抗静电剂TM

TM的化学名称是三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐,为浅黄色黏稠油状物,易溶于水,用量不超过2%。

(2)抗静电剂SN

SN的化学名称是十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐,为棕红色油状黏稠物,180℃以上分解,溶于水、丙酮、乙酸等溶剂,用量不超过2%。

(3)ECH抗静电剂

ECH是烷基酰胺类非离子型表面活性剂,为淡黄色蜡状固体,熔点40~44℃,用量3.5%左右。

(4)抗静电剂LS

LS的化学名称是(3-月桂酸酰氨丙基)三甲基胺硫酸甲酯盐,为白色结晶粉末,熔点99~103℃,分解温度235℃,用量0.5%~2.0%。