防止静电现象的有效措施：抗静电剂

1.高聚物的静电现象

当两种电性不同的物体相互接触和摩擦时，将会有电子的转移，并使一个物体带正电荷，另一个物体带负电荷，这种现象，称为静电现象。

对于具有优良导电性的金属，电荷极易漏失，不易有静电荷的积蓄；对于导电性极小的高聚物，不论任何原因产生的电荷，由于其漏导的速度小于产生电荷的速度，就引起电荷相当多的积蓄，故可以明显地看到静电现象。

高聚物的静电现象，在材料加工中，产品试验和使用过程中都有显现。因此研究高聚物的静电现象，具有重要的意义。

由试验得知，当两种物体相互接触和摩擦时，介电常数大的高聚物带正电，介电常数小的高聚物带负电。例如聚酰胺、纤维素等极性基较多的高聚物容易带正电，而聚四氟乙烯、聚乙烯等非极性高聚物容易带负电。

当两种物质摩擦时，总是排在表5-11中前面的物质带正电荷，排在后面的物质带负电荷。相同条件下，由摩擦产生的电量与物质在表中序列的差距有关，差距越大，摩擦产生的电荷越多，静电现象越显著。

表5-11 高聚物的起电顺序

高聚物的吸水性对静电荷的积蓄有很大的影响，这是因为水是导体。如果高聚物表面吸附一层水分子后，将容易使电荷漏失，积蓄的电荷明显减少。

2.静电荷的危害及防止

一般说来，静电作用在高聚物的加工和使用过程中是一个不利因素，也就是危害。其表现如下：

①表面电荷能引起材料某一部分相互排斥或吸引作用，给一些加工工艺带来困难，影响生产和质量。

②静电作用容易使高聚物材料表面因吸尘而污染，难于擦洗干净，这就会影响产品的质量和外观。(www.xing528.com)

③严重时，可能影响人或设备的安全。

可见，清除静电现象，确实是高聚物加工和使用中一个重要的实际问题。

防止静电，除了采用静电清除器，接地和调整环境湿度等方法外，主要使用简单方便且有效的抗静电剂。抗静电剂多是亲水的表面活性剂。其结构特点是分子的一端带有亲水性基团，另一端带有疏水基团，当其处于高聚物表面时，其疏水基团朝向高聚物内，亲水基团朝向高聚物的表面，所以抗静剂的作用原理是在高聚物材料表面形成一层导电膜，使高聚物的导电性提高，以便静电荷迅速的流失，避免积蓄，因而起到防止静电作用。抗静电剂按结构可分为阳离子型、阴离子型、两性离子型和高分子型，按使用方法可分为外用和内用型两种。

外用型抗静电剂涂覆于高聚物表面，而内用型高聚物混于高聚物之中，后者效果好、时间长，具有一定的永久性，一般高聚物多采用内用型抗静电剂。

对抗静电剂的要求有如下几点：

①亲水性强，能吸附空气中的水分，迅速在高聚物表面形成导电膜，清除静电效果好，但不应过多影响高聚物的导电性；

②与高聚物有良好的相容性；

③稳定性好；

④无毒、无害、无臭；

⑤不影响高聚物的基本使用性能。

在聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯中加入抗静电剂其静电荷将急剧下降。

此外，有些高聚物会呈现压电效应，主要是结晶型高聚物或高聚物驻极体。常见如聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯。高聚物在力场作用下，因发生变形而发生极化，或在高聚物上加电场，试样发生相应变化，同时产生应力的压电性，前者称正压电性，后者称负电压电性。所谓驻极体，就是高聚物介质置于高电场中极化，随即冻结极化电荷，可获得静电持久极化。如果再升高温度，高聚物中已极化的偶极子和杂质离子会由于热运动趋于杂乱无章，而表现出所谓热释电性。而且，高聚物也会表现塞贝克效应。