塑料薄膜抗靜電劑處理技術(shù)及測試方法

1、塑料薄膜抗靜電劑處理技術(shù)及測試方法塑料薄膜在加工過程中,因摩擦極易產(chǎn)生靜電積累并放電。在進行彩印、干復等工藝時,由于靜電吸附粉塵、毛發(fā)等異物導致的薄膜質(zhì)量問題時有發(fā)生。特別是高達數(shù)萬伏的靜電放電極易引燃有機溶劑,發(fā)生火災事故。由塑料薄膜制作的包裝材料對所包裝的產(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,對所包裝產(chǎn)品如集成電路、電子儀器等起到靜電防護的作用。目前開發(fā)的塑料薄膜的抗靜電技術(shù)較多,如采用強氧化劑氧化或

2、用電暈放電處理薄膜表面,增加薄膜的導電性;或者通過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或離子化基團,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理、抗靜電劑處理技術(shù)及測試方法作如下介紹。一、抗靜電劑的性能及作用機理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、無毒。吹塑成型后當薄膜表面遷移出的抗靜電劑分子層受到破壞時,內(nèi)部的抗靜電劑應能及時滲出,恢復薄膜的抗靜電性能。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、苯類、酯類等有機溶劑或水;且成膜后透明、 無霧度、無彩虹現(xiàn)象。2.抗靜電劑的作用機理添加型抗靜電劑的作用機理主要是抗靜電劑的親水基團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離子中和負電荷的方法防

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脂如聚乙烯(PE或聚丙烯(PP作載體樹脂,有利于抗靜電劑向表面遷移。與載體樹脂進行熔融、混煉、造粒的過程中,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)測試結(jié)果作適當調(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,而且會對后期的加工工序帶來不利影響。若要制備抗靜電復合包裝材料,則應把抗靜電粒子加入功能面,而不加入復合面,以免遷移出的抗靜電劑及水膜形成阻隔層,影響復合后材料的剝離強度。用制得的薄膜(復合面經(jīng)電暈處理與其它基材經(jīng)干法復合后, 即得抗靜電復合包裝材料。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、小來確定。塑料材料的功函數(shù)大,則易帶負電;功函數(shù)小,則帶正電。常見的塑料材料中,功函數(shù)由大到小的順序依此為:PP、PE、PS、PVDC、PET、PA,即PP、PE極易帶負電,宜采用陽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濕張力大于38dyn/cm2,抗靜電涂料成膜性好、耐摩擦、耐化學腐蝕且作用持久。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脂或乳液中,也可用聚氨酯粘合劑作載體,用酯類溶解,還可溶解于溶劑型塑料涂料中,制成抗靜電涂料。涂布時注意選擇合適的涂布干量,設定好干燥箱階梯溫度,控制好卷取速度及環(huán)境相對濕度,防止涂布后產(chǎn)生霧度、彩虹等現(xiàn)象。3。測試方法對塑料薄膜表面電阻率的測試,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方法,在規(guī)定的環(huán)境溫度、相對濕度條件下進行。經(jīng)抗靜電劑技術(shù)處理后的