气候对防静电包装材料电性能的影响研究（下）

2007/8/10 15:04:24

将原始试样和试验一年后的样品在扫描电镜下进行微观形貌观测。图1～图4为几种样品的SEM形貌图。　　2．2　试样电性能　　图5～图10为各种材料在万宁、江津和漠河试验站户外暴露3年的表面电用和静电半衰期变化结果（为了便于比较，图中将表面电阻值取以10为底的常用对数进行作图）。　　2．3　分析与讨论　　试验结果表明，采用炭系填料的防静电包装材料，由于基体材料发生粉化，试验3～9个月起均出现不同程度的炭黑外露现象。这种炭黑外露明显地使材料表面电阻值呈下降趋势，表面电阻值分别下降了有1-3个数量级，静电半衰期也略有下降或在约10%以内上下波动。　　试验同时表明，金属系的两种防静电包装材料，经一段时间试验后，材料发生老化，表面出现微裂纹，表层金属粒子部分脱落而出现微孔，结果使材料的表面电阻呈明显的上升，增大了有2-4个数量级，静电半衰期也略有增加。　　试验中的大部分材料，在3个试验站的电性能试验结果差异很小，只有少数材料有一些差异。如防静电ABS塑料（ⅡA）在江津、万宁、漠河3站产外暴露其表面电阻均呈剐、趋势，但万宁站剐、集中在试验的前3个月，江津站集中在试验的前9个月，而漠河站则是呈逐渐减小趋势。如表2所显示，在试验期间，3个试验站中万宁站的温度和太阳辐射强度是最高的，漠河的温度和净辐射强度最低。可见该材料对于温度和太阳辐射较为敏感。　　由以上分析可见，炭系、金属系两类防静电高分子包装材料受环境因素的影响差异是很大的，炭系导电填料的材料电性能参数（Rs、t1/2）呈下降趋势，而金属系导电填料的材料则是呈上升趋势。这是因为炭系的炭黑等填料是一种很有效的紫外线屏蔽剂，能在一定程度上延缓高分子基体材料的老化［5］，当表面高分子材料粉化后，炭粒外露，按照量子力学的隧道效应理论，因热振动而被激活的电子更容易越过隔层势垒而到达相邻粒子上，形成较大的隧道电流［6，7］，直接表现为材料的导电能力增强。而金属系的防静电材料，与炭系防静电材料相比，由于金属粉末在混合料中不具有形成有利于导电的链式组织能力，通常金属含量都要达40%-50%（乙炔炭黑导电填料通常只需15%-30%），才会使高分子材料的电阻率显著下降［1，5］，如此的高填料含量影响了材料的抗气候老化性能。高分子材料粉化后，金属粒子较易脱落留下微孔，同时基体材料老化后还形成了许多微裂纹，这都将使防静电包装材料的隔层势垒和内部分布电容增大口［5］，增大电子跃迁的难度，导致材料导电性能下降。　　3　结语　　a.在江津、万宁、漠河3个试验站产外暴露的几种炭系填料的防静电包装材料表面电阻、静电半衰期呈下降，防静电能力有所增强；　　b．在江津、万宁、漠河3个试验站户外暴露的2种金属系填料的防静电包装材料表面电阻、静电半衰期呈上升，防静电能力有所降氏。［　参　考　文　献　］［1］赵择卿．高分子材料抗静电技术［M］．北京：纺织工业出版社，1991．［2］杜仕国．聚合物抗静电材料的研究与发展［J］．工程塑料应用，1998，26（10）：31-34．［3］汤浩，陈欣方，等．复合型导电高分子材料PIE效应的研究与应用［J］．高分子材料科学与工程，1996，12（5）：641．［4］中国气象辐射资料年册1998分册［M］．国家气象中心，1998．［5］胡行俊。硬聚氯乙烯气候老化行为规律研究（J）．腐蚀科学与防护技术，2002，14（1）：45-48．［6］汤浩，陈欣方，等．复合型导电高分子材料导电机理及电阻率计算［J］．高分子材料科学与工程，1996，12（3）：1-7．

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