抗靜電劑是添加在塑料之中或涂敷于模塑制品的表面,以達(dá)到減少靜電積累目的的一類添加劑。通常根據(jù)使用方法的不同,抗靜電劑可分為內(nèi)加型和外涂型兩大類,用于塑料的主要是內(nèi)加型抗靜電劑。也可按抗靜電劑的性能分為暫時性的和永久性的兩大類。?
一、分子結(jié)構(gòu)和特征基團(tuán)性質(zhì)及添加量
抗靜電劑的效果首先取決于它作為表面活性劑的基本特性――表面活性。
表面活性與親水基種類、憎水基種類 、 分子的形狀和分子量大小等有關(guān)。
當(dāng)抗靜電劑分子在相界面作定向吸附時，會降低相界面的自由能及水和塑料之間的臨界接觸角。根據(jù)極性相似規(guī)則，表面活性劑分子的碳?xì)滏湶糠謨A向與高分子鏈段接觸，極性基團(tuán)部分傾向與空氣中的水接觸。
高分子材料作為疏水材料，抗靜電劑在其表面的主要作用就是形成規(guī)則的面向空氣中的水的親水吸附層。在空氣濕度相同的情況下，親水性好的抗靜電劑會結(jié)合更多的水，使得聚合物表面吸附更多的水，離子電離的條件更充分，從而改善抗靜電效果。
抗靜電劑的分子量太高，不利于它向高聚物表面遷移；分子量太低，耐洗滌性和表面耐摩擦性不佳。通?？轨o電劑的分子量比高聚物分子量小得多。加入低分子量物質(zhì)可能會使高聚物材料的物理機(jī)械性能惡化,為了減少這種不良影響，抗靜電劑的一般添加量為 0.3%~2.0% ?？轨o電劑的添加量還視制品用途而異。
CMC （臨界膠束濃度）值是表面活性劑表面活性的一種量度。CMC值越小，表面活性劑達(dá)到表面（ 界面 ）吸附的濃度越低，或形成膠束所需濃度越低，因此抗靜電性的起效濃度也越低。不同結(jié)構(gòu)的抗靜電劑添加量不同，并且隨制品形式的不同而不同。添加量有一個范圍。過低，抗靜電效果不明顯，過高，會影響材料的物理機(jī)械性能。薄膜、片材等薄制品的添加量較少，厚制品的添加量則相對較多。
二、其他添加劑的影響
高聚物材料加工時，往往要添加一些 穩(wěn)定劑 、顏料 、增塑劑 、潤滑劑 、分散劑或阻燃劑等助劑。這些添加劑與抗靜電劑的相互作用也會對抗靜電效果產(chǎn)生很大影響。
陰離子型穩(wěn)定劑會與陽離子型抗靜電劑形成復(fù)合物，從而降低各自的效果。潤滑劑通常能很快遷移到高聚物表面上，抑制了抗靜電劑的轉(zhuǎn)移。
若潤滑劑分子層覆蓋在抗靜電劑分子層上,會使抗靜電劑表面濃度降低，顯著影響抗靜電效果；有時由于潤滑劑的影響，也會促進(jìn)抗靜電劑向表面轉(zhuǎn)移。
增塑劑會增加大分子鏈間的距離，使分子運(yùn)動更為容易，提高了高聚物的孔隙率，有利于抗靜電劑向制品表面遷移發(fā)揮抗靜電作用，有些增塑劑會降低高聚物的玻璃化溫度，也可使抗靜電劑的效果增大。
分散劑、穩(wěn)定劑及顏料等無機(jī)添加劑，一般都有較強(qiáng)的吸附能力，使抗靜電劑難以遷移到表面上，對抗靜電劑的擴(kuò)散遷移具有反作用，抗靜電效果會變差。
大多數(shù)無機(jī)添加劑都是細(xì)小的微粒，具有較大的表面積，易吸附抗靜電劑，使其不能有效地發(fā)揮抗靜電作用。顏料微粒則容易富集在抗靜電劑周圍，影響其向外擴(kuò)散。
例如：相同抗靜電劑濃度的 ABS 中加入二氧化鈦后，抗靜電作用降低。不同無機(jī)填料的吸附性不同，對抗靜電效果發(fā)揮的影響也不一樣。
此外，高聚物組分中的彈性體也會使抗靜電劑的效能變差。例如在聚丙烯與橡膠的復(fù)合材料中，發(fā)現(xiàn)抗靜電劑富集在橡膠組分周圍，使其難于遷移到表面。
加工過程的影響
聚合物制品的加工方式最終會影響制品中高分子鏈的規(guī)整程度、結(jié)晶度、結(jié)晶形態(tài)及有序化程度。
若高聚物在熔融狀態(tài)下成型后，立即在低于其玻璃化溫度的室溫下進(jìn)行冷卻，抗靜電劑就很難擴(kuò)散到制品表面，從而沒有足夠的抗靜電效果。若制品在高于玻璃化溫度的溫度下冷卻，由于大分子鏈段運(yùn)動有助于抗靜電劑擴(kuò)散，這樣不僅制品能呈現(xiàn)出足夠抗靜電效果，而且即使用摩擦或水洗除去表面上的抗靜電劑，也能較迅速恢復(fù)其抗靜電效果。