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技術(shù)文章

抗靜電薄膜的常用
靜電的產(chǎn)生，與物體的絕緣性能有直接的相關(guān)關(guān)系，不同物品對(duì)包裝薄膜的抗靜電性的要求亦不相同，有的商品不僅需要具有一般的抗靜電性能，而且需要具有一定的導(dǎo)電性。因此需要根據(jù)包裝材料的電阻的不同，對(duì)抗靜電性薄膜進(jìn)行規(guī)范、分類。國際電工委員會(huì)(1EC)規(guī)定的靜電敏感產(chǎn)品(ESSD)包裝用材料如表1所示,可供我們開發(fā)、生產(chǎn)抗靜電薄膜參考。

　　應(yīng)用抗靜電劑制備抗靜電薄膜

　　利用抗靜電劑制備抗靜電薄膜，具有工藝簡便、價(jià)格低廉的明顯優(yōu)勢，是當(dāng)今生產(chǎn)抗靜電薄膜應(yīng)用濟(jì)為廣泛的方法。目前已工業(yè)化的抗靜電劑的品種達(dá)一百種以上，不僅國外的一些有名的大型化工公司如瑞士的汽巴公司、美國的氰特公司等，均有自己的抗靜電劑的品牌，國內(nèi)的化工研究院、所，也十分重視對(duì)抗靜電劑的開發(fā)研究工作，如山西省化工研究院、北京化工研究院、杭州化工研究所等都有抗靜電劑的代表性產(chǎn)品。

　　我們可以將抗靜電劑經(jīng)計(jì)量后直接混入到塑料粒子(或者粉末)中，生產(chǎn)抗靜電薄膜；也可以先將抗靜電劑與其它成分配合、制成母粒，在制造塑料薄膜時(shí)，將母?；烊胨茴w粒中，按常規(guī)成膜方法生產(chǎn)抗靜電薄膜。工藝方便易行，還可以根據(jù)生產(chǎn)抗靜電薄膜的實(shí)際需要，添加一些必要的助劑，以改進(jìn)產(chǎn)品的性能(例如配入開口劑降低薄膜的粘閉性)，從而將抗靜電薄膜的開發(fā)研究，簡化為著力于抗靜電母料的開發(fā)研究；目前國內(nèi)的功能母料的生產(chǎn)企業(yè)，多半均有牌號(hào)的抗靜電母料產(chǎn)品，因此對(duì)于技術(shù)力量比較薄弱的單位，可從生產(chǎn)抗靜電母料專業(yè)化企業(yè)，選購性能優(yōu)良的抗靜電母料，完成抗靜電薄膜的開發(fā)工作。所以無論對(duì)于技術(shù)力量雄厚的企業(yè)還是技木力量比較薄弱的單位，采用抗靜電母料生產(chǎn)抗靜電薄膜，那是一種可取的方法。

　　利用內(nèi)部抗靜電刑生產(chǎn)抗靜電薄膜時(shí)，需要注意兩個(gè)問題：其一是抗靜電劑有一個(gè)從塑料基體中向薄膜表面擴(kuò)散的過程，因此剛成膜后并不表現(xiàn)出抗靜電性，經(jīng)過一段時(shí)間的存放之后，抗電性逐漸增加濟(jì)后才能達(dá)到一個(gè)極值(決定于抗靜電劑品種與配用量的平衡值)，其二是要達(dá)到某一給定值，內(nèi)部抗靜電劑的用量與薄膜的厚度有關(guān)，薄膜的厚度越薄，所需要添加的抗靜電劑越多。利用表面活性劑類抗靜電劑生產(chǎn)的抗靜電薄膜，抗靜電性的下降，主要來源于表面電阻的下降，且表面電阻的下降有限，一般不低于108Ω，因此抗靜電效果有限，對(duì)于一些對(duì)抗靜電性要求高的領(lǐng)域，例如集成電路與大規(guī)模集成電路的包裝，尚嫌不足。

　　利用表面活性劑類抗靜電劑生產(chǎn)的抗靜電薄膜，抗靜電性能明顯地受環(huán)境濕度的影響，在濕度較低的情況下，薄膜的抗靜電性能低下，當(dāng)大氣濕度低于25%時(shí)，基本上失去實(shí)際使用價(jià)值。此外，內(nèi)部抗靜電劑是通過擴(kuò)散到薄膜的表面而產(chǎn)生抗靜電效果的，使用時(shí)存在于薄膜的表面，抗靜電劑比較容易因。摩擦、水洗等原因而損失，持久性方面，往往不盡如人意(由于損失的抗靜電劑可以通過薄膜內(nèi)部抗靜電劑向薄膜表面的擴(kuò)散得到補(bǔ)充，一般較之使用外部抗靜電劑生產(chǎn)的抗靜電薄膜,具有較佳的持久性)。

　　采用導(dǎo)電型填料生產(chǎn)抗靜電塑料薄膜

　　采用導(dǎo)電型填料不僅可以生產(chǎn)防靜電塑料薄膜，而且由于其抗靜電性基于填料的導(dǎo)電性，持久性較表面活性劑型抗靜電薄膜好，而且抗靜電性受環(huán)境濕度的影響小。對(duì)填充型防靜電包裝塑料研究、應(yīng)用得濟(jì)多的是碳黑體系填充防靜電材料。其性能主要取決于導(dǎo)電填料的種類、骨架結(jié)構(gòu)、分散性能、表面狀態(tài)、添加濃度等，以及塑料材料的種類、結(jié)構(gòu),填料加入的工藝方法等。乙炔黑和高溫石墨化炭黑，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易氧化，容易在高分子中形成伸展的鏈?zhǔn)交蚓W(wǎng)狀組織，可以得到優(yōu)良的防靜電性能。為了提高炭黑體系的防靜電性能，還常常將它與金屬氧化物、彈性體等物質(zhì)混合使用，例如炭黑與陶土、滑石粉等惰性填料組成二元填料，可以將電阻率降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，利用炭黑、陶土二元填料可以制得體積電阻為10－1Ω·cm～105Ω·cm的導(dǎo)電性材料。碳黑型抗靜電薄膜性能上的兩大局限是不透明及只能做黑色薄膜。

　　金屬氧化物系填充型防靜電材料，是近幾年研制的一類新產(chǎn)品，其性能比金屬填充型材料略差一些，但性價(jià)比好。目前成功應(yīng)用的有氧化鈦、氧化鋅等等，其中還有性能價(jià)格均佳的是氧化錫，其色相較淡，粒徑很小(0.1pm以下)，可以滿足透明、防靜電的要求。根據(jù)導(dǎo)電理論，填料形狀從球形趨向扁平其導(dǎo)電性能升高。據(jù)此，日本近年研制成功一種新的導(dǎo)電性云母片材填料，采用固溶法沉積一層導(dǎo)電性的金屬氧化物，在光滑的云母薄片微粉表面，固溶沉積一層Sn02制成新穎的導(dǎo)電性MEC，外觀呈灰白色，且有透明度，體電阻率可達(dá)到10Ω·cm數(shù)量級(jí)，涂層透光度達(dá)80%以上。

　　采用涂料生產(chǎn)防靜電薄膜

　　采用涂料生產(chǎn)防靜電薄膜與采用外部抗靜電劑生產(chǎn)抗靜電薄膜不同，涂層型防靜電技術(shù)，不使用表面抗靜電劑的溶液對(duì)薄膜的表面進(jìn)行涂布，而是采用導(dǎo)電性涂料涂復(fù)在塑料表面、形成均勻的涂層，從而賦予塑料導(dǎo)電性能，使之成為具有防靜電材料，此法原則上也可以用于制造抗靜電薄膜。

　　濟(jì)近10年來，屬于涂料工業(yè)領(lǐng)域的導(dǎo)電涂料得到了迅速的發(fā)展，性能日益提高，種類日益增加，并形成了導(dǎo)電涂料系列：

　?、俜漓o電碳系涂料，主要采用炭黑作導(dǎo)電成份，具有性能優(yōu)良價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在應(yīng)用較多；
②肪靜電金屬系涂料，導(dǎo)電組份主要采有鱗片狀鋁片、鎳片、銅片；
③防靜電金屬氧化物系涂料中，使用的主要為粉末狀氧化錫、氧化鋅、氧化鈦、氧化銦、氧化鎘等，以及用SbCl8、SnC14、Sn02、Sb2O5等微粉。

　　上述導(dǎo)電成份和丙烯酸樹脂配制成新型的防靜電涂料。近幾年來，抗靜電成膜物不斷發(fā)展。例如用電荷轉(zhuǎn)移型高分子絡(luò)合物溶液涂復(fù)塑料獲得很好的抗靜電，又如用五氯化銻與聚乙烯基咔唑組成的電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物溶液敷聚乙烯塑料制品。

　　通過表面改性生產(chǎn)抗靜電薄膜

　　這是一類新興的防靜電包裝材料，在進(jìn)行接技共聚時(shí)，先用射線對(duì)含單體的混合物進(jìn)行輻射處理，使共聚物獲得良好的抗靜電性能。如近年用β射線輻照處理的丙烯酸或甲基丙烯酸，再接枝到聚乙烯或聚丙烯上；用丁射線輻照聚酰胺后再接枝上甲基丙烯酸，都可使他們的抗靜電性能顯著提高，在加熱的同時(shí)用60Co源的丫射線輻照，使丙烯酸、丙烯酰胺，乙烯基一3一乙氧基硅烷及它們的混合物接枝到聚四氯乙烯上，制成的塑料薄膜具有明顯的抗靜電效果；用電子束、激光對(duì)高分子襯料進(jìn)行處理，也可以獲得優(yōu)良的防靜電功能。美國用電子束處理過的包裝袋已上市銷售，它耐久性好，沒有腐蝕，沒有污染，性能優(yōu)良，可與抗靜電荊型和炭黑填充型防靜電材料媲美，已呈現(xiàn)出參與市場競爭的勢頭。

　　通過電子束處理，生產(chǎn)抗靜電薄膜的方法，還可以用于透明復(fù)合型軟包裝材料(袋)，這無疑是一種新的防靜電發(fā)展方向。利用這種方法生產(chǎn)的透明產(chǎn)品，已有樣品上市銷售。通過蒸鍍技術(shù)生產(chǎn)的鍍層型抗靜電薄膜及復(fù)合型抗靜電薄膜在高分子材料表面形成一層導(dǎo)電的金屬鍍層,諸如物**相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)等工藝方法，亦可用于生產(chǎn)抗靜電薄膜。真空物**相沉積是一類方興未艾的新工藝技術(shù)，它主要有真空蒸發(fā)鍍、濺射鍍、離子鍍等三種技術(shù)。包裝行業(yè)已經(jīng)泛用的真空鍍鋁膜、鍍鋁紙,就是這一種技術(shù)的產(chǎn)物。真空物**相沉積常常在10Mpa～10Mpa真空中，將金屬鋁加熱到熔點(diǎn)以上，形成鋁蒸氣,濟(jì)后凝聚在塑料材料表面形成極薄的金屬鋁膜，真空物**相沉積，還可以蒸鍍其他金屬以及金屬氧化物等物質(zhì)。

　　復(fù)合型包裝材料也是一種實(shí)用的抗靜電包裝技術(shù)。一般而言，防靜電包裝除了要求材料有一定的抗靜電功能外，還應(yīng)有耐久、耐熱、耐光、耐壓、耐化學(xué)晶、經(jīng)濟(jì)、可靠等等物理、機(jī)械、化學(xué)性能和綜合按術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，其濟(jì)佳的實(shí)施方案之一，就是采用復(fù)合技術(shù)。復(fù)合型抗靜電包裝塑料作為包裝袋(容器)已廣泛使用，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，中間往往夾有3層―4層阻擋屏蔽層(這些屏蔽層主采用金屬化薄膜,導(dǎo)電性填料填充的薄膜)，濟(jì)表面層和濟(jì)里面層一般使用抗靜電劑型的抗靜電薄膜，這是現(xiàn)在流行的主流，也是今后抗靜電包裝袋發(fā)展的方向。此外，采用電阻值較低的樹脂，也是獲取抗靜電薄膜的一種工業(yè)化方法。例如由電阻值較低的聚乙烯醇樹脂為主體所生產(chǎn)的聚乙烯醇薄膜，就是一種性能頗佳的抗靜電薄膜(表面電阻在108歐姆左右)。在日本聚乙烯醇薄膜廣泛應(yīng)用于紡織品與服裝之類的商品的銷售包裝(年耗用量在萬噸以上)，和聚乙烯、聚丙烯等通用薄膜相比，聚乙烯醇薄膜可明降低減少吸塵效應(yīng)，從而提高對(duì)商品的展示效果。

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