Полимеры со специфическими электрическими свойствами

Полимеры со специфическими свойствами

Это достаточно условный термин, он подчёркивает применение некоторых полимеров не в качестве конструкционных, где требуется прочность, термо- и теплостойкость и т.п., не в качестве диэлектрика, где эксплуатируются присущие полимерам электрические свойства, а в иных качествах. Это флуоресцирующие полимеры, светочувствительные, оптические, антистатические, биодеструктируемые и т.п. Часто этими свойствами обладают уже рассмотренные конструкционные полимеры.

7.6.1.1.Антистатические полимерные материалы.

Как известно, в большинстве своём полимеры являются диэлектриками, а одним из основных свойств диэлектриков, по определению, является способность длительно сохранять электростатическое поле. Статическое электричество может вызывать нарушение технологических режимов, приводить к взрыво- и пожароопасности при искровых разрядах, снижать производительность труда, оказывать неблагоприятное биологическое воздействие на организм человека. Поэтому особое внимание уделяется разработке и созданию антистатических полимерных материалов.

Электрические заряды в диэлектриках концентрируются в тонком поверхностном слое толщиной в несколько нм. Их накапливание и стекание тесно связаны с удельным поверхностным сопротивлением r_s. Замечено, что при r_s меньше 10¹⁰ Ом статические заряды не накапливаются. Отсюда понятно, что задача создания антистатических полимерных материалов сводится к созданию материалов с r_s £ 10¹⁰ Ом.

Эта задача решается введением в полимер или на его поверхность специальных добавок. Вводя в полимеры токопроводящие частицы, например, сажу (графит), можно существенно уменьшить объёмное электрическое сопротивление вплоть до достижения электропроводности, присущей проводниковым материалам. Такие материалы не будут накапливать статическое электричество, но они уже не будут диэлектриками.

Поверхностная обработка полимерных материалов антистатиками не изменяет объёмного электрического сопротивления, но существенно изменяет поверхностное электрическое сопротивление. Антистатики можно вводить и в объём полимера. Соответственно различают поверхностные и внутренние антистатики. Строго говоря, антистатическими полимерными материалами можно считать только содержащие внутренние антистатики.

В качестве антистатиков используют преимущественно поверхностно- активные вещества (ПАВ). Молекулы типичных ПАВ состоят из гидрофобной и гидрофильной частей. Различают неионогенные и ионогенные ПАВ. Последние в водной среде практически полностью диссоциируют на ионы.

Основными факторами, влияющими на эффективность ПАВ как внутренних антистатиков полимеров, являются: совместимость с полимером; скорость миграции антистатика к поверхности; толщина поверхностного слоя ПАВ; состав ПАВ; поверхностные свойства ПАВ.

Антистатической модификации подвергают поливинилхлорид и его сополимеры, полиолефины – политэтилен, полипропилен, полиуретаны, АБС-пластики и термоэластопласты, феноло- и меламиноформальдегидные олигомеры.

Дата добавления: 2014-12-26