提要：抗靜電劑用於處理各個階段的靜電，或根據最終用途提供長期的靜電保護。但是，在市場上可用的多種添加劑中為您的產品尋找合適的添加劑可能是一項艱巨的任務！
全面了解與抗靜電劑及其化學性質有關的重要方面，以及影響抗靜電劑選擇的因素，包括它們與各種聚合物（如聚烯烴，聚酯，聚醯胺，含氟聚合物等）的相容性。
臨時或長期保護的抗靜電策略抗靜電劑化學導電填料和添加劑評估抗靜電性能抗靜電劑選擇標準
防靜電策略，化學與選擇技巧
通常，塑料是絕緣材料，會根據零件的表面電阻率而發生靜電累積和放電。PP和PVC等塑料往往會聚集電子並帶負電。抗靜電劑是控制靜電電荷積累的材料，尤其是在聚合物表面上。表面電荷的這種積累使材料易於產生放電，灰塵粘附和靜電粘附。
靜電荷的耗散取決於為不想要的電子從表面移開創造條件。大多數抗靜電藥利用電荷結構耗散物料的累積電荷。其他抗靜電劑僅依賴於電子的孤對電子和/或吸溼性。
通常，耗散或ESD聚合物具有：
表面電阻率為10 5或10 6到10 12歐姆靜電放電半衰期通常低於60秒。 根據目標應用，請注意電阻率過低會導致導電聚合物和固有風險。問題的嚴重性各種各樣，從輕微到非常嚴重，甚至令人恐懼。
灰塵和其他汙染物的吸引與銷售，使用和加工問題觸摸塑料部件（合成地毯，旋鈕，汽車把手）時會積聚靜電或釋放靜電繪畫和印刷缺陷在易燃或易爆環境中起火或爆炸，有機粉末電視，廣播，電子幹擾 讓我們詳細探討抗靜電劑的策略和化學。
臨時或長期保護的防靜電策略
靜電積累和放電廣泛存在於：
連續加工薄膜等塑料電子製造，處理和維修電子應用包裝多灰塵的有機材料航空：閃電和幹擾汽車：燃油管路的靜電放電會引起火災易燃易爆環境：醫療保健，手術室，油漆店用於打掃房間
因此，靜電荷的耗散取決於為不想要的電子從表面移開創造條件。大多數抗靜電劑利用電荷結構驅散材料累積的電荷。其他抗靜電劑僅依賴於電子的孤對電子和/或吸溼性。抗靜電劑可以是液體，半固體或固體。
這些材料通常是：應用於基材表面，或可以併入材料本身
所應用的抗統計信息通常用於在處理的各個階段中管理靜電荷。它們被認為是暫時使用的物種。
如果「終身」靜態保護是最終用途的標準，則需要將其併入材料矩陣中。例子是抗靜電地毯纖維和某些容易產生靜電荷的複合材料。
此外，水（溼度）在協助抗靜電機制消散電荷（即通過導電性）的機制中起著關鍵作用。
在了解了抗靜電劑在聚合物中的重要性之後，讓我們探討用於有效消散電荷的主要化學物質是什麼……
抗靜電劑化學
反統計數據分為兩個子集：無機和有機。沒有最小化靜態累積的通用策略，而是使用多種方式，有時結合使用。因此，根據需要和用途來選擇優選的抗靜電劑。
聚合物中的防靜電方式
無機抗靜電劑
可以將無機鹽和一些鹼性有機元素摻入聚合物基體中，以抑制長期使用中的靜電積累。示例包括：
用於地毯纖維以生產抗靜電地板的碳碳用於無塵擦拭布應用中的無塵室和航空航天應用摻入聚合物基質中的各種鹽可以提供一些抗靜電性能。雖然鎖定在基質中，但離子性質尚不容易獲得（離子分離）以有助於電荷的耗散。
有機抗靜電劑
有機抗靜電劑包括大多數用於輔助多餘電荷從聚合物表面傳導出去的材料。雖然有些可以摻入固體基質中，但是大多數在外部用於控制加工和最終用途應用過程中的靜電。
有機系統的一般子集類別為：
磷酸鹽，通常是相應的游離酸的鉀或鈉鹽；季胺；非離子吸溼材料，即環氧乙烷和/或環氧丙烷的表面活性劑。
對於主要的抗靜電劑，磷酸鹽和季胺是帶有正負離子的有機分子。物質的尺寸越小，在分子周圍觀察到的電子密度越大，因此增強的耗散能力就越大
可以使用硫酸鹽或磺化化學品，儘管它們不是特別有效。例如，用作表面活性劑的磺基琥珀酸二辛基鉀鹽顯示出較弱的抗靜電特性。
非離子表面活性劑由於其吸溼性和氧上的孤對電子而起作用。疏水側與材料表面相互作用，而親水側與空氣水分相互作用並結合水分子。同樣，與磷酸鹽或季胺相比，抗靜電作用很小。讓我們詳細了解一些有機抗靜電劑...
磷酸酯鹽
這些材料通常是使有機醇（ROH）與P 2 O 5或POCl 3反應生成的在這兩種情況下，都形成了單酸酯和二酸酯（見圖1）。在正常使用中，這些游離酸酯轉化為相應的鹽，優選為鉀（K +）。
P 2 O 5途徑通常導致55/45單/二比和少量的三個月。POCl 3路線傾向於產生約50％的三酯，這種酯幾乎沒有抗靜電性能。下表概述了其他方面。
季胺
這種抗靜電劑是通過適當的胺與烷基滷或硫酸二烷基酯反應形成的。這產生五價帶正電荷的氮與相應的陰離子偶聯。
下表概述了季胺的用途和限制條件。
非離子表面活性劑
非離子表面活性劑類別涵蓋了非常多種化學品。這些可以包括簡單的醇到複雜的生物基多元結構。在本節中，重點將放在通常與聚合物，醇或酸乙氧基化或乙氧基化/丙氧基化體系應用相關的那些方面。
這些系統本質上趨於吸溼，氧原子上存在孤對電子，有助於將靜電荷從聚合物表面傳導出去。下表概述了靜態控制的功能。
除了這兩大類的抗靜電劑，還有一些導電填料和添加劑，廣泛用於ESD，EMI或RFI屏蔽。詳細探索它們…
導電填料和添加劑
這些解決方案導致了體積導電塑料的出現，該塑料可以充當導體，從已知的靜電放電風險中接收來自其他靜電材料的電子。所有適當填充的塑料均可用於ESD，EMI或RFI屏蔽：
PE，PS，PP等商品塑料工程塑料，例如ABS，PA 6/6，PA 6，PC，POM，PBT，PPO，PPSPEI，PEEK等特種塑料合金，例如PC / PMMA，PC / ABS對於ESD聚合物，很難將電阻率控制在填料的滲濾閾值之上：電阻率可能會很低，以至於聚合物變成導電的。炭黑
最終材料的電阻率取決於：
炭黑的表面積及其表面的離子水平炭黑水平聚合物或最終聚合物合金的等級混合方式炭黑會改變聚合物的其他性能，尤其是其顏色。導電纖維
高度填充有導電炭黑的碳纖維和鋼纖維以及導電纖維素，纖維在工業上用於使塑料和複合材料具有導電性。最終材料的電阻率取決於：
纖維的尺寸，長寬比，化學性質纖維水平混合方式有一些特定等級的產品，特別是作為導電塑料和橡膠的添加劑銷售的。最終材料的其他屬性，顏色，模量，衝擊強度等均被修改。
石墨
最終材料的電阻率取決於：
石墨的類型：某些等級是針對其導電性專門開發的長寬比石墨水平聚合物等級混合方式此外，石墨具有潤滑性能。某些生產商聲稱，電阻率可以是用導電炭黑獲得的電阻率的數量級，根據使用的等級，電阻率可以更低或更高。
金屬粉末或薄片
鋁，銅，鎳，銀粉或薄片用於增加電導率。最終材料的電阻率取決於：
金屬的粒度和形式金屬水平混合方式有一些特定等級的產品，特別是作為導電塑料和橡膠的添加劑銷售的。聚合物會影響金屬的選擇。硫磺硫化特別會引起諸如硫和硫侵蝕的銅和銀等金屬的故障。修改其他屬性，顏色，模量，衝擊強度等。
一些由鈦和鋯製成的牌號是專門為在聚合物中獲得ESD的應用而開發的，其他抗靜電材料也被用於眾多塑料中，例如ABS，EVA，聚乙烯，聚丙烯，PVC，PETG，聚醯胺，聚醚碸，丙烯酸，聚氨酯。
碳納米管（CNT）
CNT正在快速增長，可用於批量生產或特定的設備。儘管成本連續下降，但是相對眾所周知的CNT仍然很昂貴。碳納米管（CNT）的極低電阻率允許獲得CNT含量低於1％的EMI聚合物，遠低於常規和導電炭黑的使用水平。
固有導電聚合物（ICP）
ICP是批量生產或特定設備的最令人興奮的機會。它們特別用於透明電子，TCF（透明導電膜）和光伏。例如，幾家公司提出了PEDOT，聚苯胺，離子聚合物（IPE）等。
ICP可以與各種常規塑料合金化，包括ABS，丙烯酸，複合材料，聚醯胺，聚碳酸酯，聚酯，橡膠和TPE。
評估抗靜電性能
評估抗靜電劑性能的常見測試是電阻率測試。結果表示為電阻率的對數。通常，將抗靜電性能指定為特定溼度條件下的最大允許logR。下表很好地反映了抗靜電效果好的數值範圍。
可以使用多種儀器（Hayek-Chromey輪，靜態Honestometer或更常用的聚合物，Rothschild的靜態電壓表）獲得Log R p。
抗靜電劑選擇標準
抗靜電劑的選擇將取決於加工條件和聚合物的性質。以下內容可能會影響靜態耗散性能：
溼度聚合物製備溫度最終使用過程溫度
溼度（RH％）對防靜電性能的影響
儘管非離子類物質受正常植物相對溼度因素的影響較小，但磷酸鹽和季胺往往會表現出基於溼度的明顯行為。
磷的有效性隨RH％的降低而顯著降低。在聚合物加工過程中，將RH從通常的60-70％RH範圍降低到小於45％會導致靜電控制能力下降10倍。季胺通常不受溼度變化的嚴重影響，儘管有效性隨分子量增加呈非線性關係。下圖說明了RH對靜電耗散（通過電阻率的對數測量）對物種分子量的影響。
電阻率（Log R）與分子量下面的選擇表提供了對單個類型內和類之間的耗散性能的了解。
基於聚合物類型的抗靜電選擇
聚合物的一般類別與抗靜電劑結合使用效果良好。如果摻入可行，則認為無機鹽和碳與所有聚合物體系完全相容。
以下指南顯示了消散相對於物理形式和聚合物類型的靜電的能力。（5個為優，-5個為差）。
* POY和尼龍6（6,6）比FDY對低MW吸收問題更敏感。小於C12的MW酯只會導致短期的靜電保護，而較長的存儲時間則會導致加工不良。
**本身的物理形式-通常為K或Na中和的鹽