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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2022-05-06 22:31
天氣干燥的時(shí)候，相信很多朋友都會(huì)有這樣的的煩惱。
靜電使得汽車內(nèi)飾吸附大量的灰塵，干布幾乎擦不掉，只能用濕布來擦，并且擦拭后很快會(huì)重新吸附灰塵......
然而，汽車的靜電現(xiàn)象不僅僅只是會(huì)吸附灰塵那么簡(jiǎn)單，在一些容易產(chǎn)生易燃、易爆氣體的環(huán)境中，靜電產(chǎn)生的火花是汽車爆炸的主要原因。
2019年，銀川市加氣站內(nèi)貨車遇靜電發(fā)生轟燃。
為了解決用戶痛點(diǎn)，材料界不斷推陳出新。隨著抗靜電塑料的出現(xiàn)，這些問題都得到了完美的解決。
抗靜電塑料在汽車中的應(yīng)用
目前，在車內(nèi)上部區(qū)域，如天窗遮陽(yáng)板塑料格柵、B柱安全帶高調(diào)器滑板等零件。由于安裝位置死角較多、零件使用中易產(chǎn)生和積聚靜電荷，很多車企已經(jīng)在上述內(nèi)飾件中應(yīng)用了抗靜電塑料。
分別使用抗靜電材料與普通材料試制同一種零件，并在同種條件下進(jìn)行吸塵試驗(yàn)的對(duì)比，在自然環(huán)境下放置兩周時(shí)間后，普通材料的零件表面吸附很多灰塵，而抗靜電材料的零件沒有吸附灰塵，仍然保持清潔的表面。
汽車內(nèi)飾用抗靜電塑料的特點(diǎn)
永久性抗靜電
用于汽車內(nèi)飾的抗靜電材料，需要能夠在汽車的使用周期內(nèi)始終發(fā)揮作用，因此永久性抗靜電材料是最好的選擇。表面電阻一般控制在10^10~10^12Ω范圍內(nèi)足以滿足要求。
易于配色
由于汽車內(nèi)飾都是外觀件，所使用的材料必須具有良好的配色性，可以根據(jù)要求配制成不同的顏色，因此需要采用與塑料基材有較好相容性的高分子抗靜電劑。
優(yōu)異的耐候性和熱穩(wěn)定性
用于汽車內(nèi)飾的材料，必須具有較好的耐候性和熱穩(wěn)定性，對(duì)于由光、熱和重金屬離子引起的自然老化過程應(yīng)有優(yōu)秀的耐抗性。材料還需要具有較高的熱變形溫度，以保持零件在長(zhǎng)期高溫使用下的形狀和功能。
低VOC(散發(fā))，環(huán)保
材料符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和各汽車公司關(guān)于有機(jī)物散發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)要求，不含有國(guó)家法規(guī)規(guī)定的禁用物質(zhì)。
抗靜電塑料不僅僅可以運(yùn)用在汽車領(lǐng)域，它在我們生產(chǎn)生活中是一種非常重要的材料，它的制作也已成為塑料改性領(lǐng)域中的重要研究方向之一。
塑料抗靜電的方法
減少和消除塑料的靜電危害，可以從抑制電荷的產(chǎn)生、助長(zhǎng)漏電入手，最常用的方法是在塑料中加人能夠?qū)щ姷奈镔|(zhì)以提高漏電速度。
現(xiàn)在廣泛采用有添加抗靜電劑和添加導(dǎo)電填料等。
塑料靜電產(chǎn)生的過程
塑料的表面電阻與靜電特性的關(guān)系
添加表面活性劑型抗靜電劑
活性劑型抗靜電劑又稱遷移性抗靜電劑，它是一類具有表面活性劑特征結(jié)構(gòu)的有機(jī)物質(zhì)，含有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)。
C12以上的烷基是典型的親油基團(tuán)，羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團(tuán)，此類有機(jī)小分子抗靜電劑可分為陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類。
添加比例一般為0. 5%~3%，由于抗靜電劑與塑料樹脂本身不完全相容，它會(huì)從樹脂內(nèi)部遷移到表面。其親水基團(tuán)能吸附空氣中水分子促進(jìn)塑料表面被水濕潤(rùn)，從而疏導(dǎo)靜電荷。
由于需要遷移到表面并吸附水分，表面活性劑型抗靜電劑需要經(jīng)過一段時(shí)間并在較高的濕度條件下方能具有好的抗靜電效果。
作用機(jī)理分為四個(gè)階段：
#階段一
在擠出過程中，抗靜電劑均勻地分布在材料中。
#階段二
擠出后，抗靜電劑開始向表面遷移。
#階段三
抗靜電劑在表面形成一層親水基團(tuán)向外、親油基團(tuán)向內(nèi)的分子層。
#階段四
表層親水基團(tuán)吸附空氣中的水，形成導(dǎo)電層，消除靜電。
抗靜電劑分子量較小，經(jīng)過水洗或摩擦之后容易流失，導(dǎo)致濃度降低，效果變差，因此持續(xù)時(shí)間較短，一般不超過一年但價(jià)格較低，現(xiàn)在多應(yīng)用于電子家電產(chǎn)品以及包裝材料。
添加永久性抗靜電劑
永久性抗靜電劑是一類相對(duì)分子質(zhì)量較大、分子鏈上具有導(dǎo)電性官能團(tuán)的親水性高聚物。
由于本身就是高分子物質(zhì)，它們與基體樹脂有一定的相容性，與塑料樹脂共混后，能在基材內(nèi)部和表面搭建網(wǎng)狀導(dǎo)電通道，通過離子導(dǎo)電來傳導(dǎo)和釋放產(chǎn)生的靜電荷，有效地降低塑料的表面電阻。
由于不需要通過分子遷移到表面起作用，零件注塑完成即有較好的抗靜電效果，對(duì)環(huán)境濕度依賴小，且效果更穩(wěn)定、性能持久，在汽車的整個(gè)使用周期內(nèi)都可以使零件具有抗靜電功能。
永久性抗靜電劑根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)，主要有：
01聚醚類
包括聚環(huán)氧乙烷、聚醚酯酰胺、聚醚酯亞酰胺、聚環(huán)氧乙烷一環(huán)氧氯丙烷共聚物、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯共聚物。
02季銨鹽類
主要包括含季銨鹽的甲基丙烯酸醋共聚物、含季銨鹽的馬來酰亞胺共聚物、含季銨鹽的甲基丙烯酸亞胺共聚物。
03磺酸鹽類
包括石油磺酸鹽、合成磺酸鹽、中性或低堿值磺酸鹽磺酸鈉、磺酸鈣、磺酸鎂和磺酸鋇鹽等。
在同樣用量下，永久性抗靜電劑的抗靜電效果要小于小分子表面活性劑型。要達(dá)到明顯的抗靜電效能，添加比例要大得多，一般為6%~30%，因此成本較高，對(duì)需經(jīng)久耐用且比較昂貴的塑料制品，如家用電器外殼、汽車零部件、電子儀器零部件、精密機(jī)械零部件等，比較適用。
添加導(dǎo)電填料
表面活性劑型及永久性抗靜電劑雖然能使塑料的表面電阻下降，但下降幅度有限。
在一些容易產(chǎn)生易燃、易爆氣體的環(huán)境中，靜電產(chǎn)生的火花是爆炸的主要原因。
因此，在這種環(huán)境中使用的塑料或橡膠制品的表面電阻要求在10^6Ω以下。此時(shí)，采用抗靜電劑是不能滿足要求的，必須加入其他導(dǎo)電填料，如導(dǎo)電炭黑、碳纖維、金屬粉等。
常見的抗靜電材料
1、永久抗靜電PC/ASA
聚碳酸醋(PC）/丙烯睛一苯乙烯一丙烯酸共聚物(ASA)屬于聚碳酸酯合金類，具有優(yōu)良的抗沖擊、耐熱性及優(yōu)異的耐候性，被廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾件中?？轨o電PC/ASA是在普通PC/ASA中添加永久性抗靜電劑進(jìn)行改性的一類材料。對(duì)抗靜電劑的基本要求是在降低表面電阻的同時(shí)，保持基體樹脂的各項(xiàng)力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)性能基本不變。
隨著抗靜電劑添加量的增加，PC/ASA合金的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度均緩慢下降，同時(shí)表面電阻率不斷下降然后逐漸趨于穩(wěn)定。當(dāng)抗靜電母粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%~19%時(shí)，合金的表面電阻率可達(dá)到10^8~10^10Ω，具有很好的抗靜電效果。但由于永久性抗靜電劑的價(jià)格較高，為控制材料的成本，抗靜電劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)以9%~12%為宜，此時(shí)材料既可以保持較好的剛性和韌性，也能很好地滿足抗靜電防塵的需求。由于采用的是永久性抗靜電劑，抗靜電效果也更穩(wěn)定持久。選擇含15%抗靜電劑的PC/ASA試樣，放置24個(gè)月后，PC/ASA試樣的表面電阻增長(zhǎng)幅度并不大，仍保持在10^9這一數(shù)量級(jí)上。同時(shí)永久抗靜電劑不受擦拭和洗滌等條件影響，經(jīng)過100次水洗，材料的表面電阻仍舊在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。
永久抗靜電PC/ASA合金可以用于那些原本使用普通ABS, PC/ABS和PC/ASA材料的淺色調(diào)零部件，如遮陽(yáng)板鏡蓋、內(nèi)后視鏡殼、眼鏡盒、罩蓋、出風(fēng)口等，在起到抗靜電效果的同時(shí)，不會(huì)影響零部件的功能和觸感。
2、永久抗靜電PP
聚丙烯( PP )具有性能優(yōu)良、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)，在汽車上被廣泛使用，使用量一直居各種通用塑料之首。但是聚丙烯其分子鏈?zhǔn)欠菢O性的，表面電阻很高，容易在使用中產(chǎn)生靜電。消除聚丙烯所帶靜電的一種最有效的方法是加人抗靜電劑。聚丙烯用抗靜電劑在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展很快，尤其是美國(guó)、日本、西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家，無論是研究、產(chǎn)還是銷售都居于世界前列。
永久抗靜電PP不但具有普通PP材料良好的力學(xué)性能及抗老化、耐應(yīng)力發(fā)白等性能，還具有優(yōu)異的抗靜電性能，可以用于原本使用PP材料的零部件，如儀表板、中央通道、門內(nèi)飾板、立柱內(nèi)飾板等。
3、抗靜電PA6
尼龍6 (PA6）由于具有較好的力學(xué)性能、耐磨自潤(rùn)滑性和加工流動(dòng)性而成為當(dāng)前用途最廣泛的工程塑料。PA6表面電阻一般為10^14~10^15Ω。對(duì)PA6添加永久性抗靜電劑，使表面電阻降至10^11~10^12Ω，加快靜電荷的漏泄?？轨o電劑應(yīng)具有抗靜電效能大且持久，耐熱性好，在PA6擠出過程及后成型加工過程的溫度條件(240~250℃)下不分解;與PA6有適中的相容性;與增強(qiáng)劑及其他助劑無對(duì)抗效應(yīng)。
尼龍6/丙烯睛/丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)合金既具有PA的耐熱性和耐化學(xué)藥品性等，又具有ABS的韌性和剛性，該合金廣泛用于汽車、電子電氣、體育用品和家電等領(lǐng)域。
對(duì)PA6/ABS材料加人永久性抗靜電劑進(jìn)行改性，賦予其較低的表面電阻率，可以有效消除靜電造成的危害。當(dāng)抗靜電母粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%~30%時(shí)，材料的表面電阻率可達(dá)到10^12~10^7Ω具有很好的抗靜電效果。對(duì)于內(nèi)飾件靜電防塵的需要來說，抗靜電母粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)以7%~10%，材料的表面電阻率在10^10~10^12Ω基本可以滿足要求。
采用抗靜電母粒生產(chǎn)的PA6及其合金材料具有非常好的可染色性，可用于各種顏色制品的制備?？轨o電PA6現(xiàn)在內(nèi)飾中主要用于遮陽(yáng)板的化妝鏡蓋零件，PA6/ABS主要用于天窗遮陽(yáng)板的塑料格柵。由于材料中PA6含量較高，材料吸水率增大，尺寸穩(wěn)定性稍差。同時(shí)，該材料的硬度較低，且容易劃傷，用在用戶經(jīng)常接觸的地方可能會(huì)引起抱怨?？梢圆捎锰砑踊?、玻璃纖維或玻璃微珠等提高材料的剛性、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。
隨著新能源汽車的發(fā)展，5G 通訊興起和共享經(jīng)濟(jì)推行，對(duì)材料的強(qiáng)度、耐溫、耐候、低介電性能等性能要求提升,高標(biāo)準(zhǔn)要求的塑料材料應(yīng)用需求快速增長(zhǎng),差異化的高端改性塑料將迎來發(fā)展的春天。
來源：Internet
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