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      高分子材料

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      高分子材料范文第1篇

      關鍵詞:高分子材料;成型;控制

      0 前言

      作為一種實際應用效果良好的材料,高分子材料在近期得到了廣泛的應用。研究高分子材料成型及控制,能夠更好地提升其實踐水平,從而有效保證高分子材料的整體效果。本文從概述高分子材料的相關內容著手本課題的研究。

      1 概述

      現階段我國在高分子合成材料方面取得了很大的進步,相關行業的生產活動也在不斷發展壯大,高分子材料成型加工技術被運用與汽車等工業生產活動之中。高分子合成材料行業已經發展成為我國的重要經濟類產業,是國民經濟的重要組成部分。由于高分子材料的特性,必須加強對高分子材料的系統性研究,了解高分子材料的成型過程以及控制對策,為高分子材料工業的發展提供依據,是我國科研工作的重要任務。高分子材料成型加工技術屬于一門重要的科學,國內外著名的專家學者都對其予以高度關注,將與化學、物理等方面的專業內容融入到高分子材料成型加工技術中,為研究工作的開展提供科學依據。

      2 高分子材料的基本成型方法

      2.1 擠出成型

      高分子材料的基礎成型是通過螺桿旋轉加壓的方式,不間斷的將已經成型的材料由有機筒擠出來,擠入到機頭中去,熔融物料通過機頭口模成型為與口模形狀相仿的型坯,然后借助相應的牽引工具把成型的材料不斷的在模具中提取出來,并對其進行冷卻處理,進而得到相應的形狀。擠出成型是一項系統性的工程,由入料、塑化、成型以及定性等過程,每個環節都對高分子材料的成型起到關鍵性的作用。

      2.2 吹塑成型

      吹塑就是通過中空吹塑的方式來實現的,主要是依靠氣體的壓力,來促使處于閉合狀態的熱熔型胚發生鼓脹,進而形成中空制品的技術過程。吹塑成型是高分子材料成型的另一種主要方式,具有發展快、效率高的特點。吹塑成型的主要加工模式是擠出、注塑和拉伸,是目前常用的三種吹塑方法。

      2.3 注塑成型

      一般情況下,我國高分子材料加工行業普遍采用的成型方法是注塑成型,其面對的生產對象大都是空間感強、立體式的材料形狀,在塑料生產方面具有諸多的優勢,受到了企業的廣泛關注和應用。注塑成型方式應用的范圍相對較廣,成型操作所需時間短、多樣的花色、生產效率高等等優點,是高分子材料成型最具實用性的方法。

      3 現階段高分子材料成型技術的優化與創新分析

      3.1 聚合物動態反應加工技術及設備

      現階段,通過對國內外高分子材料成型技術的研究,大都采用反應加工設備來開展工作,但是,該反應加工設備的原理是在原有的混合、混煉設備上進行完善與優化所生產的產品,其還存在多方面的問題,處于不成熟階段,傳熱、混煉過程等都是其中的典型問題。另一方面,設備引進和使用投資大、能耗高,噪音污染嚴重、密封困難。

      利用聚合物動態反應加工技術及設備來創新與優化高分子材料成型加工工作,相較于傳統的技術有了很大的進步,加工原理以及設備的組成都有所不同。此種技術的應用,其核心內容是將電磁場條件下的機械振動廠投入到高分子材料的機頭擠出操作中,能夠實現對化學反應、生成物的聚合結構、制品的各項變化等的控制,起到了良好的應用效果。

      3.2 新材料制備新技術

      信息與科學技術的不斷發展,在各個領域都得到了廣泛的應用,為了優化和升級高分子材料成型加工技術,可將信息存儲光盤應用到加工技術中,利用盤基來直接實現反應成型技術的構建,整個成型技術形成動態式、鏈條式的操作流程,樹脂的生產與加工、儲備與運送,再到盤基的成型,探索出酯交換的鏈條式生產與加工技術,能有效控制能源的使用率、提高成品的質量。

      新材料制備新技術的出現,為高分子材料加工行業的發展提供了發展契機,動態全硫化制備技術也是其中的代表,是我國科學技術不斷發展的重要體現,新技術的應用與振動力場具有密切的聯系,可以更為直觀有效的控制硫化的整個過程,能很好的應對硫化過程中所遇到與相態有關的反轉類問題。針對此項技術,科學家應致力于研究與技術相匹配的更具全面化的設備,為我國高分子材料加工水平提供技術支撐。

      4 高分子材料在成型過程中的控制

      近年來,我國由于綜合國力的提升,在科學領域取得了一項又一項矚目的成績,其中高分子材料在成型過程中的控制是研究的主要課題之一。高分子材料在一定條件下極易發生結構上變化,溫度、外力等都是影響高分子材料所形成的聚合物的結構與形態,同時在外部條件的影響下,高分子材料還會發生聚集形態上的變化,一系列的問題都是現階段科學家研究的主要問題。通過不斷的研究,科學家得出了一系列的成果,實現對新型高分子材料的開發,形成了多元化的高分子材料群體,并投入實際的應用之中,促進了高分子材料工業的發展。通過研究,科學家發現,大部分聚合物多相體系存在不相溶的現象,制約著成型過程中的控制工作,為了改善此類情況,可以適當的融入第三組分。在聚合物生產與加工的過程中,所研制出的產品會處于溫度不穩定的環境中,由于制品極易受到溫度的影響而發生形態和結構上的變化,進而影響其性能,應加強對制品溫度的控制。由于制品的溫度會隨著時間推移為發生動態上的變化,可見,了解在非等溫場條件下,聚合物、共混物制品溫度與時間的變化關系是非常關鍵的,并對變化的規律進行總結,可為成型過程中的形態結構控制提供依據。

      5 結語

      本文以高分子材料成型方法和控制進行了具體性的分析,我們可以發現,高分子材料的多項優勢決定了其在實踐中的應用地位,有關人員應該從其客觀實際需求出發,充分利用自身有利條件,研究制定最為符合實際的成型及控制實施方案。

      參考文獻:

      [1]楊帆.淺析高分子材料成型加工技術[J].應用科學,2011(08):66-68.

      高分子材料范文第2篇

      關鍵詞:高分子材料;阻燃方法;研究與分析

      前言

      高分子材料的燃燒要滿足兩個條件,一個是適宜的溫度,一個是分解出的可燃物的濃度,由此可見,要想阻止高分子材料燃燒就要從這兩個方面著手,只要能有效的提高高分子材料的阻燃性,就能夠拉動企業的經濟建設的穩定發展。文章將針對高分子材料的阻燃方法進行詳細的分析。

      1 高分子材料的阻燃方法

      1.1 通過在高分子材料中加入阻燃劑實現阻燃

      通過在高分子材料中嫁娶阻燃劑實現阻燃的方法是目前我國應用最為廣泛的阻燃方式,利用阻燃劑與高分子材料分解出來的可燃物之間的結合,來實現提高高分子材料阻燃性能的目的,這種方法最大的優點就是它的成本比較低,而且在對不同的高分子材料的阻燃劑調整上面也比較的靈活,是一種經濟適用的高分子材料阻燃方法,與此同時,這種方式也存在一定的弊端,技術添加的阻燃劑中的元素可能會與高分子材料之間發生化學反應,從而影響高分子材料的性能[1]。因此,在阻燃劑的選擇上面一定要非常的慎重,要在不影響高分子材料或者是影響較小的前提下,加入合適的阻燃劑來阻止高分子材料的燃燒。

      1.2 通過與高分子材料進行化學反應進行阻燃

      化學反應一直是一個非常復雜的過程,可能你改變了其中的一個分子機構就會產生不一樣的效果。高分子材料的化學反應阻燃就是使用了這種方法,將某種元素通過化學反應接入或者替換高分子材料的化學鏈中,在不影響高分子材料的性能的前提下,改變高分子材料的性能,將高分子材料從可燃性極強轉變到具有阻燃性能的高分子材料。能夠實現高分子材料阻燃性的元素有很多,像是硼、硅、金屬原子等都可以做到。

      1.3 通過改變高分子材料表面的阻燃性能來實現阻燃

      通過化學反應來實現高分子材料的阻燃主要是通過將某種元素接入或者替換高分子材料的化學鏈上,可能會影響高分子材料的性能,但是改變高分子表面材料的阻燃性能就不一樣了,同樣也是采用專業的技術將元素接入或者替換,但是這種方式沒有將元素接入到高分子材料的主鏈上,而是只對高分子材料的表面進行改進,這樣就不會影響到高分子材料的性能的同時,還實現了對于高分子材料的阻燃,避免了阻燃劑以及化學反應給高分子材料性能上帶來的影響[2]。但是這種方法也存在一定的弊端,就是在它的操作過程非常的復雜,在時間上耗費也比較久,而且在資金成本上面也非常的昂貴,因此在實際生產中并不適用。由此可見,我國的專家學者還需要對于高分子材料的阻燃性能不斷的研究。

      1.4 將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起

      為了加強高分子材料的阻燃性,我們可以將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起,這種方式不僅有效的阻止了高分子材料的燃燒,在持續的時間上也是非常的長久的,在實際的應用中可以說是效果最好的高分子材料的阻燃方法[3]。另外,這種將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起的方式在保護高分子材料的性能上也有也有很大的幫助,避免了阻燃劑等給高分子材料帶來的負面影響。

      1.5 采用納米科技的方式來實現高分子材料的阻燃

      隨著時代的不斷變化,我國的科學技術也在不斷的提高,近幾年來,我國在納米科技方面也有著廣泛的應用,高分子材料的阻燃就是其中一項,采用納米技術實現高分子材料的阻燃可以說是為我國的科學事業開辟了一條全新的道路。通過納米技術進入到高分子材料的內部,對其內部結構進行一系列的改造工作,將普通的高分子材料改造成阻燃性能比較強的高分子材料,極大的降低了危險的發生[4]。使用納米技術來改變高分子材料的阻燃性能的方法雖然很好,但是在資金成本上的耗費也是非常的巨大的,因此,截止到目前為止,納米技術的方法還是在研究階段,實際的生產中的應用是非常少的。

      1.6 對高分子材料采取兩種或兩種以上的阻燃方式

      對高分子材料采取兩種或者使兩種以上的阻燃方式,來進行高分子材料的阻燃主要是為了要滿足各方面的要求,既能夠不改變高分子材料的性能或者是將高分子材料的性能改變降到最低,又能保證高分子材料的阻燃性能,可以說是一個一舉兩得的方法,在我國很多企業的建設中都有實際的應用,這種方法為高分子材料的阻燃提供了一個多重的保障。

      2 結束語

      綜上分析可知,高分子材料的應用已經滲透到了我國的各行各業,甚至在人民群眾的日常生活中也有高分子材料的廣泛應用,為了保證企業經濟建設的穩定發展,以及人民生活不受到影響,就要積極的對高分子材料的阻燃性能進行分析,找到最有效解決高分子材料燃燒的問題。

      參考文獻

      [1]井蒙蒙,劉繼純,劉翠云,等.高分子材料的阻燃方法[J].中國塑料,2012,2:13-19.

      [2]徐懌,曹 .高分子材料的阻燃技術探討[J].消防技術與產品信息,2011,1:48-50.

      [3]程買增,曾幸榮,李偉明,等.阻燃性有機硅高分子材料的研究進展[J].有機硅材料,2003,6:21-25+46.

      高分子材料范文第3篇

      關鍵詞:高分子材料;導電;2000年諾貝爾化學獎;摻雜乙炔

      說到導電高分子材料,我們就不得不談談其構成,導電高分子是由具有共軛π鍵的高分子經過化學或者電化學“摻雜”,使其由絕緣體變為導體的一類高分子材料。也有一些人認為,某一類具有導電功能(包括半導電性、金屬導電性和超導電性)、電導率在10-6S/m以上的物質與高分子聚合物混合后的產物也可以稱之為導電高分子材料。

      導電高分子材料的特點:

      第一,室溫電導率范圍大,導電高分子材料的電導率可以在絕緣體與半導體導電區間內變化。目前為止,任何一種高分子材料都不能進行比擬,擁有很廣闊的前景,可以用于線路信號的屏蔽、特種導線的選材、防靜電等一系列用途。

      第二,絕緣體與半導體之間轉換完全可逆,由于其是由共軛π鍵的高分子經過化學或者電化學“摻雜”,將絕緣體變為導體的高分子材料,因而將導電高分子材料通過特殊技術,將其“脫雜”,就可以變成絕緣體,將其“摻雜”,就可以成為半導體,這也是導電高分子材料的一大特性。

      第三,絕緣體與半導體之間氧化還原完全可逆,一切物質的反應都伴隨著能量的變化,而所有的物質都會進行氧化還原反應,而導電高分子材料在摻雜、“脫雜”過程中,發生了氧化反應與還原反應,因此,其氧化還原也是完全可逆的。

      總的來說,導電高分子材料由于具有密度小、易加工、耐腐蝕、可大面積成膜以及電導率可在十數個數量級的范圍內進行調節等特點,不僅可成為多種金屬材料和無機導電材料的替代品,而且已成為工業部門和尖端技術領域不可缺少的一類高分子材料。在黑格等人才發現第一個導電的高分子材料后,科學家們又相繼開發出了聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚苯硫醚、聚酞菁類化合物等能導電的高分子材料。

      導電高分子材料的用途:

      導電高分子材料具有良好的導電性和電化學可逆性,可用作充電電池的電極材料。利用聚乙炔薄膜制作的可充電電池,經300次循環充放電試驗后,充放電效果依舊沒有明顯的衰退,這樣的試驗足以說明導電高分子材料已具有商業應用價值。而美國科學家Jeskocheim利用聚吡咯和聚氧化乙烯固態電介質膜試制了光電池試驗后,更加向我們證明了這種重量較輕、易成形、工藝簡單,并能生成大面積膜,且綠色環保的導電高分子材料具有十分誘人的發展前景。

      經過世界范圍內科學家們多年的廣泛研究,導電高分子材料在新能源材料方面的應用已獲得了很大的發展,但離實際大規模生產應用還有一定的距離。由于其加工性不好、價格較其他的導電材料昂貴、穩定性不高等因素,并沒有很快地進入大眾家庭中。

      導電高分子材料通常分為復合型和結構型兩大類:

      第一,復合型導電高分子材料。由通用的高分子材料與各種導電性物質通過分散聚合、層積復合或表面形成導電膜的方式制得。常用的導電填料有炭黑、金屬粉、金屬箔片、金屬纖維、碳纖維等。其由于復合方式的不同又可分為表面鍍膜型(將金屬等導電材料通過各種工藝方法涂覆于聚合物材料的表面,使其形成具有導電特性的聚合物材料)和復合填充型(通常在絕緣體中加入導電性填料,填充劑采取一定方法而制得)。主要品種有導電塑膠、導電纖維織物、導電涂料以及透明導電薄膜等。其性能與導電填料的種類、用量、粒度和狀態以及它們在高分子材料中的分散狀態有很大的關系。

      第二,結構型導電高分子材料。是指高分子結構本身或經過摻雜之后具有導電功能的高分子材料。根據電導率的大小又可分為高分子半導體、高分子金屬和高分子超導體。導電高分子材料的結構特點是必須要具有線型或面型大共軛體系,在熱或光的作用下通過共軛π電子的活化而進行導電,電導率一般在半導體的范圍。采用摻雜技術可使這類材料的導電性能大大提高。例如,摻雜乙炔結構型導電高分子材料用于試制輕質塑料蓄電池、太陽能電池以及傳感器件等。但目前這類材料由于技術不成熟,還存在各種問題,尚未進入實用階段。

      在電子工藝方面,導電高分子材料取得了突破性的進展:

      第一,電解沉淀中的應用。以往使用沉淀方法印刷電路的過程中,首先在基板上鍍上一層金屬銅,過去的沉淀方法需要催化劑才可完成,而這些催化劑往往有毒。而現在,使用新型導電高分子材料,如將聚吡咯作為預涂層,涂在基板上,可以避免以上的問題,且無毒、加工簡單、附著性好、沉淀在涂層上的金屬不易剝離,還可以實現穿孔電鍍。

      第二,在電容器上的應用。在兩電極間加入高分子固體電解質,施加一低于電極和電解質分解電位電壓的直流電壓,通過電流的導通作用使離子向一端電極移動,從而使電解質和電極之間形成雙電層,這種雙電層具有容量大的特性,可作為高容量的電容器。

      第三,傳感器方面的應用。在固體電解質中有許多材料對離子的透過具有選擇性,因此高分子固態電解質薄膜兩側如果出現了某種特定離子的濃度差,通過測定其產生的電動勢,就能將高分子固體電解質用作離子傳感材料。這種傳感材料同時具有不必活化、響應速度快、重現性好、內阻小、穩定性好等優點。

      在美國和歐洲,導電高分子聚合物的回收已經從90年代的機械回收發展到原料回收和焚燒能量回收一體化。相比之下,我國在該領域的起步較晚,隨著對導電高分子材料導電機理研究的不斷深入,由于導電高分子復合材料具有極強的可設計性,在我國一般采用以下兩種方法回收廢棄材料:

      第一,物理法回收利用廢舊導電高分子材料,對廢舊高分子材料經收集、分離、提純、干燥等程序之后,加入穩定劑等各種助劑,重新造粒,并進行再次加工生產的過程。對于導電高分子材料來說,物理法是最為合適的方法了,早在導電高分子材料的生產公司在單體的選擇、合成、材料的制備階段就考慮到材料使用后可回收利用性,制備易于解聚、降解、可循環再生利用的導電高分子材料。為材料使用后的降解、解聚創造條件。

      第二,通過燃燒廢舊導電高分子材料的能量回收。

      在不久的將來,功能強大的導電高分子材料必然會廣泛應用于各個領域,勢必會產生越來越多的聚合物廢料。充分利用資源和減少環境污染是人們使用這一材料的最終目的,在世界能源日趨緊張的情況下,循環利用顯得更為重要。我們應將更加致力于材料的循環研究,應用產品開發、現有技術的改進、設計和優化等,消除這一類物質對環境的影響。

      參考文獻:

      [1] 齊寶森,張剛,欒道成.新型材料及其應用[M].哈爾濱工業大學出版,2007.

      [2] 王建國,劉琳.特種與功能高分子材料[M].中國石化出版社,2004.

      [3] 董炎明,朱平平,徐世愛.高分子結構與性能[M].華東理工大學出版社,2010.

      作者簡介:劉宇航(1995―),男,遼寧興城人,沈陽理工大學。

      高分子材料范文第4篇

      關鍵字:功能 高分子材料研究

      一.引言

      功能高分子材料一般指具有傳遞、轉換或貯存物質、能量和信息作用的高分子及其復合材料,或具體地指在原有力學性能的基礎上,還具有化學反應活性、光敏性、導電性、催化性、生物相容性、藥理性、選擇分離性、能量轉換性、磁性等功能的高分子及其復合材料。功能高分子材料是上世紀60年展起來的新興領域,是高分子材料滲透到電子、生物、能源等領域后開發涌現出的新材料。近年來,功能高分子材料的年增長率一般都在10%以上,其中高分子分離膜和生物醫用高分子的增長率高達50%。

      所謂功能性高分子材料,一般是指具有某種特別的功能或者是能在某種特殊環境下使用的高分子材料,但這是相對于一般用途的通用高分子材料而言。這一定義只是一個概括,不一定很確切,較多的人認為所謂功能性高分子材料是指具有物質能量和信息的傳遞、轉換和貯存作用的高分子材料及其復合材料。如有光電、熱電、壓電、聲電、化學轉換等功能的一些高分子化合物。可以看出,這是一類范圍相當大、用途相當廣、品種相當多,而又是在生活、生產活動中經常遇見的一類高分子材料。

      二.功能高分子材料

      功能高分子材料按照功能特性通常可分成:分離材料和化學功能材料;電磁功能高分子材料;光功能高分子材料;生物醫用高分子材料。 功能高分子材料是高分子學科中的一個重要分支,它的重要性在于所包含的每一類高分子都具有特殊的功能。

      隨著時代的發展,在醫學領域中越來越迫切地需要開發出能應用于醫療的各種新型材料,經多年的研究已發現有多種高分子化合物可以符合醫用要求,我們也把它歸屬于功能性高分子材料。

      一般歸納起來醫用高分子材料應符合下列要求:化學穩定性好,在人體接觸部分不能發生影響而變化; 組織相容性好,在人體內不發生炎癥和排異反應; 不會致癌變;耐生物老化,在人體內材料長期性能無變化; 耐煮沸,滅菌、藥液消毒等處理方法;材料來源廣、易于加工成型。

      經多年研究,能較好符合上述要求的高分子化合物主要有兩大類,一類是有機硅化合物,第二類是有機氟化物,最主要的兩種產品是硅橡膠和聚四氟乙烯,例如美國GE公司開發了一批主要是有機硅方面的用于醫學領域的功能高分子化合物。

      三.生物醫用高分子材料

      目前,除人腦外的大部分人體器官都可用高分子材料來制作。對生物醫用高分子材料,除了要求具有醫療功能外,還要強調安全性,即要對人體健康無害。目前在血液相容性高分子、組織相容性高分子、生物降解吸收高分子、硬組織材料用高分子和生物復合高分子材料、醫用高分子現場固化材料、醫用粘合劑、固定化酶、高分子藥物釋放和送達體系等都有相應的研究。隨著環保概念的提出,生態可降解高分子材料的開發和應用也隨之日益受到重視。如聚乳酸塑料PLA,在廢棄后自然條件下,通過微生物的分解作用,只需六個月至兩年時間即可完全降解,降解反應的產物為水、二氧化碳、乳酸等是植物生長良好的促進劑,對環境無任何污染。

      離子交換與吸附樹脂是一類帶有可離子化基團或其他功能性基團如親油基團的二維網狀交聯聚合物。常用的離子交換與吸附樹脂多為球狀珠粒,其粒徑為0.3-1.2 mm。此外,還要具有高的機械性能、較好的化學穩定性、熱穩定性、親水或親油性、滲透穩定性和高的交換/吸附容量。在水/油中具有足夠大的凝膠孔或大孔結構,由于它具有高效快速分析和分離功能,目前已廣泛用于硬水軟化、廢水凈化、高純水制備、海水淡化特別是在食品工業、制藥行業、治理污染和催化劑中應用的更為廣泛,而且發展迅速。除一般用的離子交換樹脂外,近來還發展了具有特殊吸附功能的離子吸附樹脂:如高吸油樹脂等,這些高分子吸附劑可以從有機溶劑或有機無機混合相體系中吸附有機溶劑如各種油類。

      隨著醫用科技的蓬勃發展和環境污染的日益嚴重,當今材料技術的發展趨勢一是從均質材料向復合材料發展,二是由結構材料往功能材料、多功能材料并重的方向發展。這種發展趨勢使得醫用復合材料和環境處理材料得到了快速發展。

      四.醫用高分子材料的發展方向

      可生物降解醫用高分子材料因其具有良好的生物降解性和生物相容性而受到高度重視, 無論是作為緩釋藥物還是作為促進組織生長的骨架材料, 都將得到巨大的發展。其中高分子納米粒子以其特有的優點是近年來國內外一個極為重要的研究熱點。

      任何一種材料都是通過其表面與環境介質相接觸的, 因此材料的開發與應用必然涉及其表面問題的研究。一般高分子材料的表面對外界響應性較弱, 但有些高分子表面的結構形態會因外界條件(如pH、溫度、應力、光及電場等) 的改變在極短時間內發生相應的變化, 從而造成表面性質的改變, 此乃智能高分子表面。因此設計這類智能表面將是生物醫用高分子材料發展的一個重要方面。通常,在組織工程的應用中,高分子材料支架要負載上生長因子,以促進組織在生物體內的再生,另一方面,把特殊的粘附因子,如粘連蛋白結合到支架上,可使聚合物表面能夠促進對某種細胞的粘附,而排斥其它種類的細胞,即支架對細胞進行有選擇的粘附。為了使生長因子和粘附因子能夠結合到可降解高分子材料上,就需要對材料進行表面改性,而有時表面改性很困難, 因此,可利用與天然聚合物雜化的方法來達到上述目的, 同時由于這些材料有良好的機械性能,又可以彌補天然聚合物強度不高、穩定性差的缺點。可見,生物雜化材料在這方面的表現是相當突出的, 必將成為醫用生物高分子材料發展的一個主要趨勢。

      參考文獻:

      1、 焦劍.功能高分子材料.化學工業出版社,2007.7

      高分子材料范文第5篇

      關鍵詞:高分子材料 抗靜電 技術

      通常情況下,兩種不同的物質表面接觸的時候就會形成電荷的遷移。在理論上來說,靜電是普遍存在的,我們通過高分子材料一般都具有電絕緣性,所以會在摩擦后易產生帶電現象。這種靜電輕則吸附灰,重則引起火災等重大事故。所以,怎樣消除積聚在高聚物表面的靜電,以及防止高聚物表面產生靜電作用,已成為當今高分子材料研究領域的一個熱門課題。

      一、防靜電技術的現狀

      目前靜電技術是有很多種的,像我們平時用的塑料以及刷墻時用的涂料都是加入了導電的粉末,還有像石墨以及炭黑和和其他每一種金屬粉末以及易于離子化的很多種無機鹽類等這些是都可以防靜電。有機靜電劑主要是包括季鐵鹽類等。一般常用的有機抗靜電劑是表面活性劑,我們可以把它加到塑料內部之后在擴散到它的表面里,還可以用到塑料的表面上。表面活性分子中有親水的部分還有親油的部分。親水的那部分就留在塑料的表面上,就在表面形成導電層,因此形成了防靜電的表面層。

      二、高分子抗靜電的方法概述

      高聚物本身對電荷泄放的性質決定了高聚物表面聚集的電荷量,它主要泄放方式為表面傳導、本體傳導以及向周圍的空氣中輻射,在這三者中以表面傳導為主要途徑。這是因為表面電導率一般大于體積電導率,所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導所支配。因此,通過提高高聚物表面電導率或體積電導率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚。抗靜電劑是一類添加在樹脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產生的化學添加劑,添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導率的有效方法,而提高高聚物體積電導率可采用添加導電填料、添加抗靜電劑或與其它導電分子共混技術等。

      三、添加導電填料

      這樣的方法一般的是每種不同的無機導電填料摻入高分子材料基體中去,目前此方法中所使用的無機導電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

      四、與結構型導電高分子材料共混

      導電高分子材料中的高分子是由許多小的重復出現的結構單元組成,當在材料兩端加上一定的電壓,材料中就有電流通過,即具有導體的性質,凡同時具備上述兩項性質的材料稱為導電高分子材料。與金屬導體不同,它屬于分子導電物質。根本上講,此類導電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料,但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、易氧化和穩定性差,無法直接單獨應用,一般作導電填料與其它高分子基體進行共混,制成抗靜電復合型材料,這類抗靜電高分子復合材料具有較好的相容性,效果更好更持久。

      五、添加抗靜電劑法

      永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對分子質量大的親水性高聚物,它們與基體樹脂有較好的相容性,因而效果穩定、持久、性能較好。它們在基體高分子中的分散程度和分散狀態對基體樹脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下,經較低的剪切力拉伸作用后,在基體高分子表面呈微細的筋狀,即層狀分散結構,而中心部分呈球狀分布,這種“蕊殼”結構中的親水性聚合物的層狀分散狀態能有效地降低共混物表面電阻,并且具有永久性抗靜電性能。

      六、我國高分子材料抗靜電技術的發展狀況

      我國許多科研機構和生產企業已陸續開發出一些品種,以非離子表面活性劑為主,目前常用的品種有,大連輕工研究院開發的硬化棉籽單甘醇、烷基苯氧基丙烷磺酸鈉、烷基二苯醚磺酸鉀,上海助劑廠開發目前多家企業生產的抗靜電劑十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽,另外該廠生產的抗靜電劑硫酸二甲酯與乙醇胺的絡合物、抗靜電劑磷酸酯與乙醇胺的縮合物,北京化工研究院開發的三組份或二組份硬脂酸單甘酯復合物、陽離子與非離子表面活性劑復合物。從抗靜電劑發展來看,高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產品,尤其是在精密的電子電氣領域,目前國內多家科研機構利用聚合物合金化技術開發出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進展。

      七、結語

      我國的合成材料抗靜電劑的行業發展的前景較好的,我們針對國內的研究以及生產都應該根據現在的需求來調整自己的產業。應該加大新品種開發的力度。近幾年來國外在不斷的開發高性能的抗靜電材料。在我國科研院所應根據我國合成材料制品要求,開發出多種高性能、環保無毒的抗靜電品種,并不斷強化應用技術研究,以滿足國內需求。導電機理無論是外涂型還是內加型,高分子材料用抗靜電劑的作用機理主要有以下幾種:抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性,吸收空氣中的水分子,形成海一島型水性的導電膜。離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度,從而增加導電性。介電常數大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系數。總的來看降低制品的表面電阻,增加導電性和加快靜電電荷的漏泄,減少摩擦電荷的產生。

      參考文獻

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