摘要：高分子材料主要是指由高分子化合物组成的材料，从而具有良好的综合性能，高分子材料在生产上应用范围比较广泛。但在使用过程中极易产生静电，从而容易对设备和材料造成一定危害。基于此，本文从静电产生的影响因素及危害出发，并深入分析通过在高分子材料中添加导电材料、与结构型导电高分子材料相混合、增加抗静电剂法等技术的应用，借助高分子材料抗静电技术的研究，以期为高分子应用提供帮助，
关键词：高分子材料；抗静电技术；导电材料
引言：静电在人们的生活中广泛存在，高分子材料在相互摩擦后更容易出现带电现象，在生产过程中高分子材料中一旦出现静电，很容易引发火灾或爆炸现象，从而引发安全事故不仅会对企业效益造成损失，同时还会对工作人员的安全造成威胁。由此可见，高分子材料抗静电技术的应用和研究具有重要意义。现阶段，高分子抗静电技术主要以添加抗静电剂以及导电粉末为主，其他技术应用相对较少。
一、高分子材料静电产生的影响因素及危害
（一）影响静电产生的主要因素
影响静电产生的因素非常复杂，其中最为主要的就是材料因素。由于高分子中的导电性与抗静电剂材料的比例存在一定差异，其抗静电能力也不同。对于一些颗粒比较小且导电性能高的材料，由于表面接触面积相对较大，容易出现电荷的转移并产生静电，而其中抗静电材料比例较少，极易出现放电现象。
（二）静电产生的危害
大部分事物都存在两面性，静电的产生也同样具有好的一面和坏的一面，当两个性质不同的物体相互摩擦后就会引起表面电荷的再分配，如果两个物体再次分离后，就会出现带电现象。当一些高分子物体电阻率在1010~1020cm之间时就会造成很大的危害，例如在医药方面容易出现引尘、电颤等事故；在矿山或石油方面则容易产生火灾。因此在使用高分子材料中，需要加强抗静电分子材料技术的应用和研究，从而有效降低静电的产生。
二、高分子材料抗静电技术的研究
（一）添加导电材料
为了有效消除高分子中的静电，目前最为常用的方式就是添加导电材料，在加工高分子材料时将一些无机导电材料添加在其中，例如碳系材料、金属类填料等。其中碳系材料应用最为广泛以炭黑和碳纤维为主，炭黑是一种半导体材料，其导电性能比较稳定，根据对相关研究显示，炭黑的体积电阻率为0.1~10Ω•cm之间，其属于是现阶段用量最大的导电材料，并且炭黑不仅应用于抗静电材料中，同时还应用于电磁屏蔽材料中。相关研究者在对相关材料研究时发现，在基体高分子中添加一定量的导电材料后，制品会存在一定的导电性能，并且导电性能与导电材料添加的浓度和量有重要关系，炭黑在添加到集体高分子中主要导电机理为形成导电甬道和隧道效应等。炭黑在高分子中主要以粒子形式存在，随着基材中炭黑密度的不断增加，粒子之间的距离也会明显缩小，当这些微小的粒子接触或距离小时，制品就会出现良好的导电性能。由于炭黑是一种硬质材料，随着黑炭在高分子基体中增加，制品的拉伸强度和硬度也会随之提高，而刚度则会明显下降，对其应用效果造成影响，对此在使用炭黑材料时需要合理分析，避免增加炭黑较多而对制品性能造成影响[1]。
碳纤维导电材料属于一种较为新型的材料，具有高模量的材料，因此碳纤维导电性能非常好，并且相关学者已经通过在碳纤维表面电镀金属，以此提高其导电性能，通常情况下采用纯钢或纯镍，应用此类金属的优势在于镀层均匀，并且不易出现脱离现象，能够与树脂进行良好的粘连。经过对镀金属的碳纤维与一般碳纤维导电性能相比较，其导电能力提高在50倍以上，与此同时还能够有效节约碳纤维添加量。碳纤维无法广泛应用主要是由于其价格相对较高，尽管如此其应用还是比较广泛，例如日本小西六公司所生产CE-20导电纤维填充的共聚甲醛，具有良好的导电性能，同时还具备良好的机械性能和耐磨性，因此被应用于抗静电要求比较高的场合，例如一些音响器材、盒式磁带导辊等。除此之外，金属系导电材料应用也比较多，通过在高分子材料中添加一些金属粉末、金属氧化物等，从而获得良好的导电性，但金属系材料的主要缺点在于容易被折断和氧化，并且价格也比较昂贵，因此在选择添加到点材料时需要对其综合性能进行考虑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（二）基体高分子与结构导电型高分子共混
相关试验显示，聚乙炔烃与碘掺杂后的制品其导电性能得到有效提高，随后相关研究者又发现了聚苯胺、聚对苯硫醚等共轭性聚合物掺杂后导电性能也得到显著提升。其主要特点为存在电子不定域，并在聚合物分子中引入导电性基团或掺杂一些其他的材料，从而实现电荷的交换具有导电性，这类物质刚性相对较大、很难溶解、容易被氧化、稳定性不足，同时在制造过程中成型比较困难，需要与其他基体高分子共同使用才能够满足制品的品质和导电需求，从而制作出符合要求的复合型导电高分子产品。由于导电高分子材料中存在很多小单元格，因此在材料的两端加上电压就会有电流通过，从而体现出抗静电的作用。其优势在于在相互混合过程中具有良好的相容性，从而具有更好的抗静电效果。此技术主要分为机械法和化学法，其中机械法主要就是将结构型导电高分子与集体高分子通过一定的技术进行混合，最终制成产品，从而形成复合型高分子；化学法，主要就是将结构型导电高分子与基体高分子通过微观尺度进行混合，从而取得良好的导电性能[2]。
（三）增加抗静电剂法
抗静电剂一般都是具有表面活性及特征的物质，其主要特点在于水溶性比较好，抗静电剂主要分为阳离子型抗静电剂、阴离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂和两性离子型抗静电剂：第一，阳离子型抗静电剂的抗静电效果相对于其他抗静电剂最佳，不过其缺点也相对较为明显，耐热性较差经常应用于外部涂敷；第二，阴离子抗静电剂相对于阳离子抗静电剂具有较好的耐热性，其性能也比较稳定，不足之处在于相容性较差；第三，非离子型抗静电剂相容性和耐热性相对较好，其缺点在于用量相对较大，因此耗费资金比较多；第四，两性离子型抗静电剂的主要优势在于可以与阴离子、阳离子型抗静电剂共同使用，其缺点在于耐热性相对较差，因此在选择离子抗静电剂时需要综合考虑制品的性能要求[3]。
（四）抗静电剂的使用方法
高分子抗静电剂的使用主要分为外涂型和内加型两种，无论是哪种其作用机理主要分为以下几种：第一，高分子材料抗静电基的亲水基增加产品的吸水性，并且形成导电膜；第二，离子型抗静电剂主要是通过增加产品表面的离子浓度，最终达到提升导电性能；第三，对于一些介电常数比较大的抗静电剂能够提高摩擦体间隙的介电性，从而起到抗静电的效果；抗静电剂的使用能够提高产品的平滑性，从而降低物体之间的摩擦因数，起到降低产品的电阻，提高导电性能，增加制品表面电荷的泄露，同时还能够起到降低物体摩擦过程电荷的产生。
大部分亲水性聚合物其抗静电效果相对较好，并且效果稳定持久，因此被称之为永久性抗静电剂，由于基体高分子中分散状态对基体数值抗静电性能有一定影响，因此在提高永久性抗静电剂性能时，一般会调整高分子的分散程度。永久性抗静电剂的使用主要，主要是利用亲水性聚合物在特殊相容剂的作用下，对其采用较低的剪切力进行拉伸，从而在基体高分子表面呈现出细微的筋状，也就是所说的层状分散结构，在此过程中织品的中心部分则接近于网状分布，被称之为“蕊壳”，此类蕊壳结构亲水性聚合物能够有效降低共混物表面电阻，从而获取永久抗静电性能。
三、高分子材料抗静电材料的发展趋势及展望
现阶段，高分子抗静电材料技术和理论仍处于进一步的研究阶段，并且广大学者已经将高分子材料抗静电技术做为研究的重点方向，利用改变高分子材料结构作为理论基础，从而提升高分子材料的抗静电效果。因此在未来的发展中，将更加重视高分子新型材料的研发和应用，其中添加导电剂以及抗静电剂技术也将变得更加成熟，使高分子材料抗静电性能更加稳定。经过对高分子抗静电材料发展进行分析，其中新型材料非常多，一些抗静电能力较好的材料，如聚烯烃类和聚氯乙烯类材料等，这些都是具有较好的抗静电性能的材料，并得到实践和检验证明。对此相关研究人员还需要不断努力，做出更近一步的研究，有效改进高分子材料抗静电技术受到的温度、亲水性以及稳定性等因素的限制。
结语：综上所述，高分子抗静电技术在企业生产和工作中具有重要作用，只有掌握成熟的高分子抗静电技术才能有效提高企业的安全和生产效率。经过对上文分析可得，高分子材料产生静电的因素比较复杂，只有采用科学的技术提升高分子材料的抗静电性能，才能有效促进企业稳定发展；因此高分子材料抗静电技术的研究，能够充分应用到高分子制品生产中来。
参考文献：
1]马杰，朱元红.高分子材料抗静电技术的应用探讨[J].化工管理，2017（14）：169+171.
[2]毛媛欣，范宏玥，刘燕.高分子材料抗静电技术与应用[J].化工管理，2016（17）：179.
[3]李闯.高分子材料抗静电技术与应用研究[J].橡塑技术与装备，2016，42（10）：69-70.
论文作者:杨胜民
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/15
标签：高分子论文; 材料论文; 高分子材料论文; 性能论文; 抗静电剂论文; 技术论文; 静电论文; 《基层建设》2018年第36期论文;