1. Molekylstruktur och karakteristiska gruppegenskaper och additionsmängd [3]
Effekten av ett antistatiskt medel beror först på dess grundläggande egenskaper som ytaktivt medel - ytaktivitet. Ytaktivitet är relaterad till typen av hydrofil grupp, typen av hydrofob grupp, molekylens form och molekylvikten. När de antistatiska medelmolekylerna är riktade adsorberade på fasgränsytan, kommer fasgränsytans fria energi och den kritiska kontaktvinkeln mellan vatten och plast att reduceras. Denna adsorption är endast relaterad till egenskaperna hos matrisen, men också till egenskaperna hos det ytaktiva medlet. Enligt regeln om polaritetslikhet tenderar kolvätekedjedelen av den ytaktiva molekylen att komma i kontakt med polymersegmentet och den polära gruppdelen tenderar att komma i kontakt med vatten i luften. Som ett hydrofobt material är huvudfunktionen hos det antistatiska medlet på ytan av polymermaterialet att bilda ett regelbundet hydrofilt adsorptionsskikt vänd mot vattnet i luften.
I fallet med samma luftfuktighet kommer det antistatiska medlet med god hydrofilicitet att binda mer vatten, så att polymerens yta kan absorbera mer vatten, och villkoren för jonisering är mer tillräckliga, vilket förbättrar den antistatiska effekten.
Laddningsöverföring kan också ske genom protonersättning. Antistatiska medel som innehåller hydroxyl- eller aminogrupper kan kopplas till kedjor genom vätebindning och kan även fungera vid lägre luftfuktighet. I en torr luftmiljö, om plastprodukter måste utöva antistatiska egenskaper omedelbart efter formning, är användningen av antistatiska polyolmonostearatmedel mycket effektiv. Hydroxietylalkylamin i polypropen uppvisar den bästa antistatiska effekten först efter en tids lagring vid 50 % relativ fuktighet och påverkas kraftigt av fukt. Stearinsyramonoglycerid ger antistatisk effekt omedelbart efter tillsats och påverkas inte av fukt, men dess effekt minskar uppenbarligen med förlängning av lagringstiden.
Effekten av det antistatiska tillsatsmedlet bestäms av tillsatsens migrationshastighet till ytan av plastprodukten. När ytan på plastprodukten är täckt med ett kontinuerligt ledande skikt är dämpningen av laddningen optimal.
Molekylvikten för det antistatiska medlet är för hög, vilket inte bidrar till dess migrering till ytan av polymeren; molekylvikten är för låg och tvättmotståndet och ytfriktionsmotståndet är inte bra. Vanligtvis är molekylvikten för det antistatiska medlet mycket mindre än polymerens. Tillsatsen av ämnen med låg molekylvikt kan försämra de fysikaliska och mekaniska egenskaperna hos högpolymermaterialet. För att minska denna negativa effekt tillsätts det antistatiska medlet vanligtvis i en mycket liten mängd, precis som det ytaktiva medlet "en punkt är färskt", vanligtvis 1 ppm ~ 1000 ppm, och det kan också tillsättas efter utspädning. Mängden antistatiskt medel som tillsätts varierar också beroende på användningen av produkten.
CMC-värdet (kritisk micellkoncentration) är ett mått på ytaktiviteten hos ett ytaktivt ämne. Ju mindre CMC-värdet är, desto lägre koncentration av det ytaktiva medlet för att nå ytans (gränssnitts-) adsorption, eller desto lägre koncentration krävs för att bilda miceller, och desto lägre blir den effektiva koncentrationen av antistatiska egenskaper. Mängden antistatiskt medel som tillsätts med olika strukturer är olika, och den varierar med produktens form. Mängden tillsats har ett intervall. För låg, den antistatiska effekten är inte uppenbar, för hög, det kommer att påverka materialets fysiska och mekaniska egenskaper. Tillsatsmängden av tunna produkter såsom filmer och ark är liten, och tillsatsmängden av tjocka produkter är relativt stor.
2. Kompatibiliteten mellan det antistatiska medlet och polymeren följer principen om liknande polaritetskompatibilitet. Polymermaterial har alla en lång kolkedjestruktur, varav de flesta är opolära hartser, och vissa har polära ändgrupper, som förstärker polariteten. Antistatiska medel har både hydrofoba (icke-polära) och hydrofila (polära) grupper. I allmänhet gäller att ju längre kolkedjan i den hydrofoba gruppen är, desto bättre är kompatibiliteten med polymeren. Om den hydrofila gruppen är mycket polär är kompatibiliteten med polymeren inte bra; om polariteten är svag är den hydrofila adsorptionen dålig. Kompatibiliteten är för bra, det antistatiska medlet är inte lätt att flytta ut och den antistatiska effekten kan inte uppnås; kompatibiliteten är inte bra, borttagningen är för snabb och den varaktiga perioden är för kort, vilket påverkar den långvariga användningen. Därför måste ovanstående faktorer beaktas vid design och användning av antistatiska medel, och varianterna och optimal användning av antistatiska medel bör screenas genom experiment.
