隨著科學技術的進步與塑料工業的發展,塑料材料已逐漸被廣泛地應用于各行各業,但其固有的電絕緣性使塑料制品易于積累靜電荷,形成較高的靜電壓,造成灰塵及其他污物吸附、產生靜電放電 (ESD)與電擊現象。這使得一些靜電敏感材料的生產和使用、處于易燃易爆氣氛中的工礦企業,受靜電的危害越來越突出。另一方面,微電子工業的高速發展,導致了新的“環境污染”——電磁波干擾 (EMI)和射頻干擾(RFI)。在許多應用場合中的塑料制品,人們還要求其有一定的導電性能,以提供良好的防靜電性(或靜電耗散性)或EMI/RFI屏蔽性能。聚合物導電塑料是指經物理改性后具有導電性的塑料,一般是將導電性物質如炭黑、碳纖維、石墨、金屬粉末、金屬絲等摻混于樹脂中制成??捎盟芰系募庸し绞竭M行加工的功能型高分子材料。導電、防靜電塑膠的表面電阻率的值跨度很大,我們一般使用科學計數法,10的N次方表示。
導電材料
制備方法
導電聚合物復合材料的制備方法主要有兩種:一種是在基體聚合物中填充各種導電填料;另外一種則是將結構型導電聚合物或親水性聚合物與基體聚合物進行共混。
1、填充型導電聚合物復合材料
這種材料通常是將不同性能的無機導電填料摻入到基體聚合物中, 經過分散復合或層積復合等成型加工方法而制得。導電填料的種類很多, 常用的可分為炭系和金屬系兩大類。炭系填料包括炭黑、石墨和碳纖維等; 金屬系主要有鋁、銅、鎳、鐵等金屬粉末、金屬片和金屬纖維。目前研究和應用較多的是由炭黑顆粒和金屬纖維填充制成的導電聚合物復合材料。
2、共混型導電聚合物復合材料
將結構型導電聚合物或親水性聚合物與基體聚合物共混,可以形成一種“芯殼”結構。親水性聚合物在兼容劑存在下, 經較低的剪切力拉伸后, 在基體聚合物表面呈微細的筋狀, 即層狀分散結構; 而在中心部分則接近球狀分布??梢缘玫郊扔幸欢▽щ娦阅芑蛴谰每轨o電性能,又具有良好力學性能的復合材料。
親水性聚合物共混物,目前常用的親水性聚合物以聚氧化乙烯(PEO)的共聚物占多數。此外,還有聚乙二醇一甲基丙烯酸共聚物、聚乙二醇體系聚酰胺或聚酯酰胺、環氧乙烷—環氧丙烷共聚物以及含有季銨鹽基團的甲基丙烯酸酯類共聚物等等。近年來,這類導電聚合物復合材料在國外發展較快。
材料應用:
抗靜電和導電領域
精密儀器、精密電子元器件 通訊設備 儀器儀表 高壓電纜的半導電屏蔽層