Антистатики

Статическое электричество возникает, когда на поверхности, находятся в контакте, а затем отодвигаются друг от друга. Количество скопившегося электричества зависит от скорости образования электронов и скорости стекания зарядов. Статическое электричество определяет множество пожаров, мешает работе приборов и в целом очень вредно для промышленности и человека. Скорость стечения зарядов можно увеличить за счет образования тонкого антистатического слоя на поверхности материала.

Антистатик, вводимый в полимерную массу должен плохо совмещаться с полимером, для того чтобы он хорошо мигрировал на поверхность.

Антистатики ионогенные вещества, если адсорбируют воду, то возникает токопроводящий слой, что и требуется.

Используются следующие вещества: Амины, амиды, соли четвертичных аммониевых оснований, сульфокислоты, алифатические и ароматические сульфиды, многоатомные спирты, эфиры фосфорной кислоты (кислый додецилфосфат). Производные полиэтиленгликоля (часто эфиры).

Важной характеристикой является молекулярная масса, которая определяет диффузию и она в свою очередь долговечность антистатической добавки.

Конечно же, можно ввести соли (поваренную), но долговечность такой добавки мала. Соли легко выщелачиваются при эксплуатации.

Необходим баланс между совместимостью добавки и диффузионной способностью.

Антистатические свойства характеризуются удельной поверхностной проводимостью, или удельным поверхностным сопротивлением.

Если сопротивление 10¹³ Ом - антистатической защиты нет;

Если сопротивление 10¹² Ом - слабая защита;

Если сопротивление 10^10-11 Ом - хорошая антистатическая защита;

Если сопротивление 10⁸ Ом - отличная антистатическая защита, для специальных материалов.

Другие добавки модифицирующие поверхность Промоторы адгезии

Используются для более сильного смачивания полимера с наполнителями. Смачивание зависит от химических свойств поверхности раздела фаз, от плотности соприкосновения 2-х поверхностей, от наличия на поверхности посторонних веществ, образующих промежуточный слой между 2-я поверхностями.

Промоторы адгезии увеличивают силу взаимодействия поперек границы раздела фаз. Если субстрат обладает высокой полярностью, а полимер неполярен, то увеличение смачиваемости может быть достигнуто введением в полимер совместимых с ним полярных добавок. Эти добавки должны содержать гидроксогруппы, карбоксильные группы, аминные, амидные, и др. полярные группы. Для большего смачивания необходимо чтобы полимер легко деформировался на границе раздела фаз. Этого можно достичь вводя в полимер пластификатор. Для обеспечения хорошей связи важно чтобы полярные группы промоторов были выстроены параллельно полярным группам субстрата. При этом предпочтительно использовать низкомолекулярные вещества, поскольку они обладают более низкой конформационной энергией и это облегчает ориентацию полярных групп. Однако, если на границе раздела образуется полимолекулярный слой, то прочность на сдвиг будет ниже, чем у двух соседних материалов.

Промотор должен образовывать мономолекулярный слой, полимолекулярные слои уменьшают прочность на сдвиг. Концентрация и содержание таких добавок имеет критическое значение. В качестве промоторов могут быть использованы самые разнообразные ПАВ. Часто используют стеариновую кислоту, хорошими промоторами могут быть силиконы (кремнийорганические соединения).

Для увеличения адгезии между полимером и металлом используют фосфорсодержащие соединения. Обычно их используют в металлнаполненых полимерных композициях.

1. Фосфорсодержащие промоторы.

1. Кислоты (стеарин, салециловая, парахлорфенилзамещенные жирные кислоты).

2. Амины (производные пиперидина).

3. Титанаты.

Эффективность модификации оценивают по изменению свободной энергии, по тому, увеличилась ли ее полярность, гидрофильность.

Мерой изменения свойств в последнем случае служит контактный угол – угол, который капля воды образует с поверхностью. Контактный угол чувствителен к изменениям и при введении добавок контактный угол будет снижаться. Измерение контактного угла проводят под микроскопом-угломером. Этот метод применяется при подборе добавок для предотвращения слипания. В тоже время шероховатость поверхности оказывает влияние на светоотражающие свойства. Шероховатость снижает интенсивность отраженного света падающего под углом 45°.

Эффективность модификаторов поверхностных свойств оценивают по тому, как эти добавки выполняют свою функцию.

Адгезии – путем измерения прочности на раздир.

Антистатики - путем измерения поверхностного сопротивления.