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塑料中的防靜電是如何作用的?

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瀏覽:- 發布(bù)日(rì)期:2017-02-20 08:08:00【

日常中舉凡在生活周遭都會(huì)有靜電的存在,像是用塑膠梳子摩擦後其產生的靜電可將頭發吸附(fù)在梳(shū)麵(miàn)上;開門時被門把電到;工廠屯放過多的物品(pǐn)在特殊的環境下引起火災……等,類似上述的(de)情況多到不枚勝舉,造成工業生產與日常生活的麻煩。這些都是靜電放電導(dǎo)致(zhì)的情況的。當靜電(diàn)積累到一定程度(dù)的時候會釋放(fàng)出(chū)來,嚴(yán)重時會產生火花,進而引起爆炸或火災。國內外(wài)都有過不少的(de)案例,像是1985年美國的電子元件因靜電引起的損失多達5億多美元。

一、那麽靜電是如何產生的(de)?

“靜電”是指與電荷積(jī)累有關的(de)現象。例如,兩物體因相互接觸(chù)和/或摩擦而產生的帶電現象。所有的物質都是(shì)由原子組成的,而原(yuán)子又是由帶正電荷的原子核與帶(dài)有等量負電荷的繞著核旋轉的電子組成。因此,在一般情況下(xià),物體是呈(chéng)電中性的。但在一定條件下(xià),物體會帶電荷。例如,給物體施加外(wài)電場時,外電場使物體帶電;帶電體和非(fēi)帶(dài)電體接觸時,發生電荷轉移而使後者帶電;在沒有外電場,也未和帶電體接觸的情況下(xià),兩物體因相互接觸(chù)或摩擦而帶電。

由於物體中不同原子的原子核對核(hé)外電(diàn)子的束縛能力(以逸出功表示)不相同,其間可能(néng)會發生電子轉移(yí)。束(shù)縛能力小(xiǎo)者,電子易逸出(chū),因失去電子而帶負電;束(shù)縛能力大者,電子不易逸出,反而易吸引其它原子的電子而帶(dài)負電。

當兩個物體接觸時(兩接觸麵間的距離小於25×104μm),兩個表麵之間的接觸可(kě)能使(shǐ)電子跨越界麵在兩個方向連續的流動。即使是(shì)相同材料,一個表麵也可從另一個表麵得到其失去的電子(zǐ)。兩表麵之間發生電子(zǐ)轉(zhuǎn)移而(ér)形成雙電層,由於雙電(diàn)層所帶電荷極性相反電荷相等,因此在接觸區對外呈電中性。當兩個(gè)表麵分離時,由(yóu)於電子分布的變化將使相接觸的每一材料產生數量相等而(ér)符號相反的電荷(帶有多餘電子的材料帶(dài)負電荷,而缺少電子的材料帶(dài)正電荷)。如果是導體,當物體分離時(shí),通過電子的瞬間反向流動,而使電子數目(mù)平衡。但如果是絕緣體,則電荷可持續存(cún)在相當(dāng)長的一段時間,從而產生靜電現象,材料的導電性越低,則所帶電荷越多。

 在兩物(wù)體相互接觸和摩擦過程中,摩擦功可以轉化為熱能,也可以轉化(huà)為靜電(diàn)能。“摩擦起電”這一術語是表示(shì)通過在物體上的摩擦作用產生(shēng)電荷。雖(suī)然並非隻有摩擦(cā)才能產生電荷,但是通過摩擦可增加電荷的產生量。

二、如何解決塑料包裝的靜電(diàn)問題?

塑料包裝用的防靜電包裝一般區分為使用長效型或是(shì)永久型的靜電劑:

1.長效型的靜電劑一般是生產時用(yòng)抗靜電劑的添加或塗(tú)層方式生產:

長效(xiào)型(xíng)的抗靜電劑是由小分子的表麵活(huó)性劑組成(chéng),其含有親水性基團和親油性基團,由於它和樹脂本身不完(wán)全相容,因此抗靜電劑會從樹(shù)脂(zhī)內(nèi)部遷移到樹脂表麵。其需要在一定的濕度(dù)條件下方可起作用,其親水基團才能促進塑料表(biǎo)麵(miàn)被水(shuǐ)濕潤,從而疏導靜電荷,降低塑料的表麵電阻率。隻有當抗靜電劑分子遷移到表麵後才能起(qǐ)作用,塑料內部的抗靜電劑分子不(bú)斷地遷移(yí)至表麵,直至完全消耗,因而其(qí)作用效果在一(yī)定的時間範圍內有效。

2.永久型抗靜電劑是生產(chǎn)時透過混(hún)煉的方法加入到塑膠(jiāo)基料中。不是靠遷移至塑料表麵,而是靠在塑料內部形成一個具有導電能力的滲濾網絡,以此為通(tōng)路解掉表麵及本體的(de)靜電荷(hé),降低電阻率。與長(zhǎng)效型的抗靜電劑相(xiàng)比,其抗靜電效果持久,不(bú)受擦拭和洗滌等條件影響,因為它的導電性能不是靠水層來達到的,因(yīn)而對空氣的(de)相對濕度依賴性小;製品的機械性能(néng)和(hé)耐(nài)熱型能不受其影響,但添加量較大,價格偏高,使具有優越性能(néng)的該材質一直無法被廣(guǎng)大生產(chǎn)商接受(shòu)。

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