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塑料中的防靜電是如何作用的?

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瀏覽:- 發布日期:2017-02-20 08:08:00【

日常中舉凡在(zài)生活周遭都(dōu)會有靜電的存在,像是用(yòng)塑膠梳子摩擦後其產生的(de)靜電可將頭(tóu)發吸附在梳麵上;開門時被門把電到;工廠屯放過多(duō)的物品在特殊的環境下引起火災……等,類(lèi)似上述的情況多到不枚勝舉,造成工業生產與日常生活的麻煩。這些都是靜電放電導致的情況的。當靜電積累到一定程度的時候會釋(shì)放出(chū)來,嚴(yán)重時會產生火花,進而引起爆炸或火災。國內外都有過不少(shǎo)的案例,像是1985年美國的(de)電子元件(jiàn)因(yīn)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?

“靜電”是(shì)指與電荷積累有關的現象。例如(rú),兩物體因相互接觸和/或摩(mó)擦而產生的帶電現象。所有的物質都(dōu)是(shì)由原子組成的,而原子又是由帶正電荷的原子核與帶有等量(liàng)負電(diàn)荷(hé)的繞著核旋轉的電子組成。因此,在一(yī)般情(qíng)況下(xià),物體是呈電中性(xìng)的。但在一定條件(jiàn)下,物體會帶電荷。例如,給物體施加外電場時,外電場使(shǐ)物體帶電;帶電體和非帶電(diàn)體接觸時,發生電荷轉移而使後者帶電;在(zài)沒有外電(diàn)場,也未和帶電體接觸的情況下,兩物體(tǐ)因相互接(jiē)觸或摩擦而帶電。

由於物(wù)體中不同原子的原子核(hé)對核外電子的束縛能力(以逸出功表示)不相同,其間可能(néng)會(huì)發生電子轉移。束縛能力小者,電子易逸出,因失去電子而帶負電;束縛能力大者,電子不易逸出,反而易(yì)吸引其(qí)它原子的電子而(ér)帶負電。

當兩個物體接觸時(兩接觸麵間的距離小於(yú)25×104μm),兩個表麵之間的接觸可能使電子跨越界麵在兩個方向連續的流動。即使是相同材料,一個(gè)表麵也(yě)可從另一個表麵得到其失去的(de)電子。兩表麵之間發生電子轉移而(ér)形成雙(shuāng)電層,由於雙電層(céng)所(suǒ)帶電荷極性(xìng)相反電荷相等,因此在(zài)接(jiē)觸區對外呈電中性(xìng)。當兩個表麵分離(lí)時,由於電子(zǐ)分布的變化將使相接觸的每一材料產生數量相等(děng)而符(fú)號相反的電荷(帶有多餘(yú)電(diàn)子的材料帶負電荷,而缺少電子(zǐ)的材(cái)料帶正(zhèng)電荷)。如果是導體(tǐ),當物體分離時,通過電子的瞬間反向流動,而使電(diàn)子(zǐ)數(shù)目平衡。但(dàn)如果(guǒ)是絕緣體,則電荷可持續存在相當長的一段時間,從而產生靜電現象,材(cái)料的導電性越低,則所(suǒ)帶電(diàn)荷越多。

 在兩物體相互(hù)接觸和摩擦過程中,摩擦(cā)功可(kě)以轉化為熱能,也(yě)可以轉化為靜電能。“摩擦起電”這一術語是(shì)表示通過在(zài)物(wù)體上的摩擦作用產生電荷。雖然並非隻有摩擦(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(de)靜電問題?

塑料包裝用的防靜電包裝(zhuāng)一般區分為使用長效型或是永(yǒng)久(jiǔ)型的靜電劑:

1.長(zhǎng)效型的靜電劑(jì)一般(bān)是(shì)生產時用抗靜電劑的(de)添加(jiā)或塗層方式生產:

長效型的抗靜電劑是由小分子的(de)表麵活性劑組成,其含有親水性基團和親油性基團,由於它和樹脂本身不完全相容(róng),因(yīn)此抗靜電劑會從樹(shù)脂內部遷移到樹脂(zhī)表麵。其需要在一定的濕度條件下方可起作(zuò)用,其親(qīn)水基團才能促進塑料表麵被水濕潤,從而疏導靜電荷,降低塑料的表(biǎo)麵電阻率。隻有當抗靜電劑分子遷移到表麵後(hòu)才能起作用(yòng),塑料內(nèi)部的抗(kàng)靜電劑分子不斷地遷移(yí)至表麵,直至完全消耗,因而其作用(yòng)效(xiào)果在(zài)一定的時間範圍內有(yǒu)效。

2.永久型抗靜電劑是生產(chǎn)時(shí)透過(guò)混煉的方法加入到塑膠基料中。不是靠遷(qiān)移至塑料表麵,而是靠在塑料內部形(xíng)成一個具(jù)有導電能力的滲濾網絡,以此為通路解掉表麵(miàn)及本體的靜電荷,降低電阻(zǔ)率。與(yǔ)長效型的抗靜(jìng)電劑相比,其抗靜電效果持久,不受擦拭和(hé)洗(xǐ)滌等條件影響,因為它的導電性能不是靠水層來達到的,因而對空氣的相(xiàng)對濕度依賴性小;製品的機械性能和(hé)耐熱型能不受其(qí)影響,但添加量較大,價格偏高,使具有優越性能的該(gāi)材質一直無法被廣大生(shēng)產商接受。

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