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抗静电剂在聚烯烃发泡材料中的应用研究

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抗静电剂在聚烯烃发泡材料中的应用研究
摘要:在聚烯烃中添加抗静电剂,采用模压法制备了发泡材料,研究了抗静电剂用量对发泡材料表面电阻率的影响及性能的变化;分析了抗静电剂用量与交联剂用量的关系。结果表明,当抗静电剂的用量为10份时,发泡材料的表面电阻率为108Ω,同时材料的物理性能变化不大;交联剂的用量随着抗静电剂用量的增加而提高。
正文
     普通的发泡材料都具有良好的电绝缘性,在成型加工或使用时,因摩擦而带电。静电往往能吸附尘埃,从而影响产品的表观质量,在一些特殊环境中使用时,甚至会因放电而招致爆炸或燃烧事故。因此,在利用模压法生产发泡材料时,往往通过添加抗静电剂来提高泡沫塑料产品表面的导电性,以消除静电荷。本试验选用非离子复合型抗静电剂,以聚烯烃为主材料,采用模压发泡工艺,研究抗静电剂的用量对聚烯烃发泡材料表面电阻及物理性能的影响。
1.3试验工艺流程
试验工艺流程见图1试验工艺流程图
(树脂,AC,DCP,抗静电剂,加工助剂)——>称量——>密炼机混炼——>滚压机滚压成型——>计量器称量——>压机一次发泡——>一次发泡体——>压机二次发泡——>高发泡体——>冷却——>性能测试
1.4物理性能测试
      表观密度的测定按GB/T6343-95进行测试;撕裂性能按HG/T2726-1995进行测试;拉伸强度和断裂伸长率按GB6344-86进行测试;表面电阻率按GB1410-78进行测试。
2 结果与讨论
2.1抗静电剂用量对表面电阻率的影响
图2是抗静电质量份数与表面电阻率的关系,图2表面,不添加抗静电剂的聚烯烃发泡材料的表面电阻>1012Ω;添加量为2份时,抗静电剂在泡沫塑料的表面已形成吸附水的单分子层,表面电阻率为1010Ω;当添加量为10份时,表面电阻率为108Ω。随着用量的提高,抗静电剂在发泡材料表面的排列更加均匀、整齐,对吸附水的单分子层的形成更加有利,从而使得表面电阻率进一步降低,最终达到抗静电的效果。
2.2抗静电剂用量对发泡材料性能的影响
表1是抗静电剂用量对发泡材料性能的关系。从表1可看出,随着抗静电剂用量的提高,泡沫塑料的强度、拉伸强度、断裂伸长率及撕裂强度均没有出现明显的变化,说明抗静电剂对发泡材料的物理性能基本没有影响。
表1 抗静电剂用量对发泡材料性能的影响
 
抗静电剂用量
/份
硬度
/He
拉伸强度
/kpa
断裂伸长率
/%
撕裂强度
/(N.cm-1)
0
15-18
330.9
333
15.9
2
14-16
297.0
408
14.6
4
15-17
310.0
433
16.0
8
15-17
313.1
341
14.1
12
15-18
285.4
462
17.2
 
2.3抗静电剂用量对发泡材料交联度的影响
在树脂配比不变、发泡剂用量不变的体系中,考察了抗静电剂用量与发泡材料交联剂用量的关系,结果如图3所示。
由图3可知,随着发泡材料中抗静电剂用量的提高,需要添加的交联剂也相应增加。分析认为,由于抗静电剂是一种表面活性剂,在发泡材料中随着用量的增加,聚烯烃的分子活性也得到了提高。在高发泡过程中只有通过提高交联剂的用量,才能形成发泡材料所需的三维网络结构。
3 结论
(1)当抗静电剂的用量为10份时,聚烯烃发泡材料的表面电阻率达到108Ω数量级,完全能够保证材料具有抗静电的效果。
(2)抗静电剂用量的增加,发泡材料的物理性能基本无明显变化。
(3)随着抗静电剂用量的增加,聚烯烃树脂必须相应地提高交联用量,以便充分地形成三维交联网络,最终达到高倍率发泡。
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