己二胺基聚季铵盐的制备及抗静电性能研究文献综述

 2022-04-03 10:04

  1. 静电的产生及危害

人类对电的认识就是从静电开始的。早在公元前六世纪,人类就发现两个琥珀相互摩擦后,能够吸引轻小物体,也就是现在我们熟知的“静电现象”。物理学经过历史中漫长的发展,时至今日我们都已熟知关于静电的相关知识,静电也广泛地存在于我们的日常生活之中。

静电是一种处于静止状态的电荷,机械的分离两种不同的材料会产生静电。一些中性材料的表面被不同程度地电化成两层,或许外层带有大量电子,这些电子被材料中的大部分正电荷所平衡;另一种材料呈现出相反的表面电荷,当这些表面具有异性电荷的材料接触时,电子的迁移使一种材料失去负电荷,相应的另一种材料失去正电荷,这就是所谓的摩擦起电,是静电产生和转移的基本方式[1]。日常生活中,衣物在干燥气候下容易吸附于身体上,脱衣服时会有噼啪的声响,这些都是摩擦所产生的“静电现象”。产生静电的另一种直接原因是感应带电。在外电场力的作用下,电场力使外层电子挣脱成为自由电子而在物质表面产生静电。在这种情况下,产生静电荷的数量和电场强度成正比关系。带电微粒的吸附,静电场中导体的静电平衡现象以及电解质的极化都属于此类情况。

静电的产生是非常普通的物理学现象,而科学快速发展到现在,人类已经可以熟练地将静电运用于技术之中来造福社会。例如利用电场对电微粒的吸引作用而发明出静电除尘,静电复印以及静电植绒等技术;利用静电产生的高压制作出电蚊拍,警棍等物件。这些都使我们的生活变得更加便利。但是与此同时,静电也对许多领域带来了极大的危害:

(1)静电对电子设备所带来的危害:静电会吸附灰尘,同时会针对电子元器件的线路之间的阻抗,造成非常严重的改变现象。当电子元器件长期遭受静电的影响以后,会在自身的功能方面、寿命方面,均产生特别大的破坏现象[2]。同时,静电放电的热效应会使电子元器件立即失效,并且放电所产生的电磁能量往往会引起逻辑电路的翻转失效;

(2)静电对纺织工艺的危害:首先静电放电会对员工的健康产生直接伤害。员工长期处于静电场中会引发许多潜在疾病[3]。其次静电放电会直接造成最终纺织成品的质量问题,同时对生产过程产生极大影响。最后更重要的是,棉布属于易燃物,静电放电可能会引发火灾,更严重还会引起爆炸;

(3)静电对石油运输过程带来的危害:石油产品储运接地容器的爆炸事故主要集中在灌装阶段,油罐中的油品携带静电很容易造成储运爆炸。同时在石油产品储运期间,需对储运设备中的液体以及气体进行喷射,与喷嘴之间产生静电,从而可能引起储运罐的爆炸[4]

现阶段由于静电所产生的安全事故偶有发生,这些事故不仅仅是对企业造成了剧烈的负面影响,同时也对人类的人身安全产生极大威胁。所以预测其可能产生的危害,前期采取有效的控制预防措施,才能保证生产过程的安全有序。

  1. 针对高分子材料抗静电问题的解决策略

高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。为了消除静电,通常在高分子材料中添加相应的抗静电剂来降低表面电阻和体积电阻,从而扩大其适用范围[5]

  1. 抗静电剂的分类

抗静电剂种类繁多,主要可以分为高分子型抗静电剂、表面活性剂型和导电填料型。

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