抗静电剂：减少静电影响的塑料添加剂

静电是一种常见的物理现象，在日常活动中经常观察到。例如，这可以通过触摸各种物体（例如购物车、把手、汽车）甚至人时或在梳理头发时（当他们站起来时）时产生的电火花来体现。

静电也可能大规模发生并造成严重的负面影响。电荷产生的火花可能导致易燃材料着火甚至爆炸，并阻碍许多生产和加工过程的进行。因此，绝对值得更多地了解这种现象的特殊性以及应对其发生的方法。

静电是怎么回事？
静电是低电导率和高表面电阻 (10 14 – 10 18 Ω)材料上电荷的累积。这尤其适用于聚合材料，例如：

• 聚乙烯（PE），

• 聚丙烯 (PP)、

• 聚氯乙烯（PVC），

• 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），

• 聚氨酯（PUR），

• 聚碳酸酯(PC)。

累积的电荷会导致火花放电，从而阻碍塑料产品的使用。然而，静电不仅对聚合物的最终用户产生不利影响。它还影响聚合物的加工和生产。这种现象降低了工艺过程的速度，产生材料损失，导致产品污染并加速其分解，从而释放出有毒化合物。当倾倒液体或倾倒非导电松散材料、从滚筒中解开胶带或箔片、在带电表面上行走或穿脱衣服时，可能会产生固定电荷。

如何避免静电？
通过使用适当的抗静电添加剂，例如减少塑料极化的表面活性剂，可以最大限度地减少甚至完全消除静电。抗静电剂降低材料的表面电阻率，从而导致电荷消散，从而减少不良现象的发生。

外部和内部抗静电剂——它们有何不同？
抗静电剂根据其用途可分为两类：外部抗静电剂和内部抗静电剂。它们在使用方法、作用机制和抗静电作用持续时间方面各不相同。

外部抗静电剂涂在成品塑料的表面。这里使用喷涂和浸渍等技术。由于此类化合物在机械因素的影响下会磨损，因此其抗静电作用的持续时间非常短。这些化合物在短短 6 周后就失去活性，在这方面，它们不等于内部抗静电剂的特性。

与其他类型的聚合物添加剂一样，在塑料加工过程中添加到塑料中的内部抗静电剂的作用完全不同。挤出过程 24-48 小时后，它们迁移到材料表面，形成吸水膜。创建的层具有导电功能，因为它可以释放静电并减少塑料电荷的水平。

内部抗静电剂的抗静电效果是持久的（通常超过一年）。内部抗静电剂的迁移确保了其更长的活性——聚合物表面磨损的层被替换。

具有抗静电特性的化合物
根据塑料的类型，行业中使用不同化学结构的抗静电剂。基本上，有两类添加剂——离子添加剂和非离子添加剂。第一组建议用于极性相对较高的聚合物或加工薄膜时不需要太高温度的材料。离子型抗静电剂是这样的化合物：

• 阳离子化合物，包括季铵盐，

• 阴离子化合物——主要是含磷化合物（磷酸（V）、磷酸盐（V）的衍生物）——用于聚氯乙烯，以及含硫化合物（硫酸盐（VI）、磺酸盐）——用于聚合物，例如如聚氯乙烯和聚苯乙烯。

第二组是非离子添加剂，主要推荐用于聚烯烃。非离子型抗静电剂有酰胺衍生物（烷氧基化酰胺）、胺衍生物（烷氧基化脂肪胺）和甘油酯等。

有效的抗静电剂有哪些特点？
无论作用机制如何，抗静电剂都应具有几个确保其高效率的特性。这些功能主要是：

• 亲水性和吸湿性，

• 水中电离的能力——离子的存在增加了水的电导率，

• 向材料表面迁移的能力。

塑料在食品工业中的应用
食品工业中生产包装薄膜所用的主要原料是聚乙烯。聚乙烯 (PE) 是一种聚合物，具有拉伸强度、无气味和味道、具有乳白色蜡状结构的特点。由于这些特性，它可用于生产箔、包装、容器、瓶子以及饮用水管等。塑料的表面电阻约为10 15 Ω，这使得静电现象在很大程度上变得明显。因此，在各种聚乙烯元件的生产过程中，需要使用防止电荷积聚的试剂。

哪些表面活性剂可以用作抗静电剂？
聚乙烯中常用的抗静电剂是内涂化合物。这些物质有效地将表面电阻降低至10 10 Ω，保证了优异的抗静电效果，从而消除了材料表面电荷积聚和火花放电的问题。其中一些还可以用于食品工业包装的生产。

应特别注意专业产品，即Roksol AZR。该抗静电剂专用于在托盘上手动包装货物时使用的拉伸膜。该产品具有优异的抗静电性能，可将表面电阻降低至10 8 Ω。

抗静电剂添加还是必要？
在塑料生产中使用抗静电剂绝对是必要的。它们的存在至关重要，因为它们促进了生产过程并防止危险的火花放电。它们还提供额外的好处，例如限制塑料物体上因过多电荷而积聚的灰尘。由于抗静电剂的作用机制多种多样，因此可以根据生产过程的具体条件对其进行调整，并最大限度地发挥最终效果。

有趣的事实
1937年，静电导致德国历史上最大的兴登堡飞艇起火。它含有200,000 m 3的易燃氢气。在着陆过程中，很可能是由于电火花，气体被点燃，导致飞艇完全烧毁。