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相对湿度对抗静电性能的影响
- 2020-08-25-

聚合物制品表面上的抗静电剂,通过亲水基团吸附空气中的水蒸气形成一层导电膜,从而使材料具有抗静电性。在亲水基团的吸附能力达到饱和之前,它总是显现出吸湿性,亲水基团在吸附空气中水份的同时,也在向空气中释放水份,这个过程存在一种动态的平衡。当空气的相对湿度比较大的时候,抗静电剂能够大程度的吸附空气中的水分子,从而达到比较好的抗静电性能。当抗静电剂达到吸附饱和后,样品表面的抗静电通路数目基本饱和,且形态与环境湿度关系不大,因此样品的表面电阻率对环境湿度的依赖程度减小。

另外,分子中的亲水基团表面能较大,在样品表面往往相互团聚,这样可以降低样品的整体表面能,因此形成宏观均匀、微观孤立的一个个小岛(海岛结构)。在吸附环境的水份后,形成以小岛为中心的小液膜,这些小液膜可看作是被隔离的导电点,此时形成的小液膜的主要导电介质是水和微量的杂质,液膜之间的连通数量也较少,所以样品的表面电阻率较高。随着环境湿度的上升,一方面样品表面吸附的水量不断增加,即液膜厚度、体积不断增加,引起小液膜电阻降低;另一方面,液膜厚度增加后,小液膜之间的通路数量也会增加。这两方面的原因导致样品的表面电阻率有较大下降。