抗静电剂按照使用方式可分为外部抗静电剂和内部抗静电剂两大类。外部抗静电剂是把抗静电剂以一定浓度溶于醇或醇-醇混合溶液中,对塑料制品表面进行涂覆或浸渍,经过烘干或凉干抗静电剂牢固地结合在制品表面。使用时不影响聚合物的加工性能和物理机械性能,但因摩擦、洗涤或向聚合物内部迁移而逐步减少,因此,处理后抗静电效果难以持久。内部抗静电剂是在聚合物材料加工前或加工中加入的,其分子分散在聚合物分子之间,表面的抗静电剂损失后,能及时迁移到制品表面,使其保持持久的抗静电效果。
按照作用的耐久性又分暂时性抗静电剂和耐久性抗静电剂;按照抗静电剂的结构特征又可分为:无机盐类、表面活性剂、无机半导体、电解质高分子和**半导体高聚物等,下面重点介绍表面活性剂抗静电剂。这类抗静电剂按分子中的亲水基能否电离,以及离子化特征可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型。
在这类抗静电剂中,分子的活性部分是阴离子,其中包括烷基磺酸盐、硫酸盐、磷酸衍生物、高级脂肪酸盐、羧酸盐及聚合型阴离子抗静电剂等。其阳离子部分多为碱金属或碱土金属的离子、铵、**胺、氨基醇等,广泛用于化纤油剂、油品等的抗静电剂。在塑料工业中,除了某些烷基磷酸酯、烷基硫酸酯及其胺盐用作外部抗静电剂外,一般较少用作内部抗静电剂使用。阳离子型抗静电剂主要包括胺盐、季铵盐、烷基氨基酸盐等。其中季铵盐*为重要,抗静电性能优良,对高分子材料有较强的附着力,广泛用作纤维和塑料的抗静电剂。但是,有些季铵盐化合物热稳定性差,具有一定的毒性和 ** 性,并且与某些着色剂和荧光增白剂反应,作为内部抗静电剂使用受到限制。
季铵盐季铵盐是用叔胺与烷基化试剂通过季铵化反应来合成的。通常的烷基化试剂有烷基卤化物如CH3Cl、CH3Br、CH2=CHCH2Cl,芳香族卤化物如C6H5CH2Cl、C6H5Cl以及硫酸二烷酯等。随着所使用的叔胺和烷基化试剂的不同,作为抗静电剂使用的季铵盐品种很多,较重要的代表性品种有以下几类:
1)烷基叔胺氯化物:代表品种有硬脂酰**基氯化铵(如Arguad18),硬脂酰二甲基戊基氯化铵,广泛作为纤维、织物的抗静电剂、柔软剂。
2)烷基叔胺硝酸盐:代表品种有抗静电剂SN,是带有酰胺结构的阳离子季铵盐抗静电剂,广泛作为塑料的内、外抗静电剂,可用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸树脂、ABS树脂、聚乙烯、聚丙烯和聚酯等多种塑料。
3)烷基叔胺硫酸酯盐:代表性品种有:(月桂酰胺丙基**基铵)硫酸甲酯盐(CyastatLS)、N,N-双(2-羟乙基)-N-(3′-十二烷氧基-2′-羟基丙基)甲铵硫酸甲酯盐(Cyastat609)、三羟乙基甲基季铵硫酸甲酯盐(英国Te ** s公司抗静电剂TM)、N,N-十六烷基乙基吗啉硫酸乙酯盐(美国Baird公司BarquatCME)等。
4)烷基叔胺磷酸盐:这类阳离子型抗静电剂有硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵二氢磷酸盐(CyastatSP)。除了季铵盐之外,阳离子型抗静电剂还包括烷基胺、环胺、酰氨基胺的盐、咪唑啉盐乙基丙烯酰胺盐等。广泛的用作纤维的抗静电剂和表面处理剂。
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