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橡胶是电绝缘材料,当其表面受到摩擦时,处于静止状态的电荷积聚而形成静电。当电荷积累到一定数量时,便以火花形式释放。放电量轻微时,对人体不构成危害,但放电达到一定程度时,会造成电击。为了保障人身安全,在这种场合使用的橡胶,必须是能清除静电的抗静电橡胶。

静电带来的危险大致有以下几种: 

(1)当静电释放时,周围如存在火种、易燃、易爆物,就会引发火灾; 

(2)击伤人体,尽管这种电击一般不属于致命性的,但对人体有害; (3)带静电的表面会吸附周围的微粒。例如纺织厂的皮辊在牵伸纱支时,与纱线之间因摩擦而产生静电。当电荷积累到一定程度时,便会吸附周围空气中的飞纱,影响操作。 总之,抗静电的确切定义并非阻止静电的产生,而是要消除掉已经积聚起来的静电 。 

一、抗静电橡胶的应用 
随着越来越多的应用领域提出抗静电要求,特别是电子计算机用途的拓展,静电产生的几率也相应增加,加上人们对静电的防范意识也在增 加。许多国家对抗静电的措施日益规范化。其中最重要的是开发各种抗静电器件,抗静电橡胶就是其中的一个内容。抗静电橡胶制品既要起导除静电的作用,又要可防止低压线路泄漏所造成的电击事故。目前根据用途的不同,抗静电橡胶 主要用于以下几种场所: 
(1)某些容易发生险情的场所,如容易积聚静电的路面及交通工具的轮子都需要使用抗静电橡胶来对付。他们与金属或混凝土铺面材料相比,更能保证工作场所的安全与卫生,且防止静电的效果也良好。某工厂曾作过实地试验,在20℃和60%的相对湿度下,人在行走时体内积累的静电可能引起爆炸。如果地面铺上抗静电橡胶板,则可化解危险。 
(2)易燃、易爆液体运输中,起火和爆炸的可能性都是存在的。在这种情况下取材于电绝缘性能好的橡胶输油软管容易起火。这种输油管若能抗静电,便可确保油品运输安全。 
(3)在易爆、易燃场所使用抗静电输送带,可解除由火花引发的事故,特别在用胶带输送化纤 的场所,更可有效防止因纤维被吸附在带体表面所造成的火警事故。 
(4)抗静电胶鞋也是搞静电大宗产品,这类专用鞋的对地体积电阻为103 ～108 Ψ cm,并要求操作人员穿着此鞋接地时,通过人体的电流量应<5mA。抗静电胶鞋也用于医院手术室,以导除由地板、移动担架、工具车车轮所产生的静电;此外也使用于电工室及工厂的电子元件车间。 (5)有的工厂的生产现场,要求高度净洁,需要建立长效的抗静电环境,就得使用抗静电器材。
二、应用实例 
 目前,最常见的抗静电橡胶制品有抗静电胶鞋、导电胶辊、纺织皮辊胶管等,分别介绍如下。
1、抗静电胶鞋：
抗静电胶鞋的制作方法有两种:第一种是在鞋内埋入金属导电丝,穿越鞋底的各个层次,其一端与脚底直接接触,另一端则通到地面,从而在人体与地面之间架起通道。这种设计很合理,但制造极为精致,要求也很严格,实际应用较少。第二种方法则结合胶鞋的传统工艺,把重点放在鞋底设计和制作上。因为鞋与地面接触的部分是鞋底,所以抗不抗静电,关键在鞋底(静电从人体通往地面的必经通道)。鞋底实际上是一个复合部件,从外往里由大底(踏地面)、中底(一般为海绵结构,提供弹性和缓冲性)、胶浆(用来粘结海绵和中底布)和中底布4个部分组成。抗静电大底  :除了抗静电外,还应满足力学 性能方面的要求,如拉伸强度、伸长率、耐磨和耐 屈挠。胶种以丁腈橡胶、氯丁橡胶为优先考虑对象。为了兼顾成本,也可采用天然橡胶/顺丁橡胶并用(60/40)。如鞋底为黑色,抗静电剂可用乙炔炭黑,并添加陶土。为了降低炼胶温度,可配加软化剂、增塑剂,例如20～30份二丁酯。硫化体系按常规。配方如下:天然橡胶60,顺丁橡胶40,硫黄2.5,促进剂1.5,软化剂3,陶土40,乙炔炭黑30,半补强炭黑60,防老剂1.5。 如果大底为浅色,因不能用炭黑,胶种可改用全天然橡胶,抗静电剂用SN,配方如下:天然橡胶100,硫黄3.4,ZnO5,硬脂酸2,促进剂1,5,陶土50,轻质碳酸钙25,抗静电剂SN10。 导电中底海绵:主要性能要求包括:体积电阻<1.5×105 Ψ cm,硫化后保持挺性、弹性。发泡率不低于20%～30%,但也不能过高。抗静电剂一般用乙炔炭黑(浅色海绵可用SN或SP),也可掺用部分高耐磨炭黑。 导电乳胶浆:除具备鞋用胶浆应有的性能外,还需抗静电,通过添加乙炔炭黑或离子型表面改性剂来获得。添加乙炔炭黑需先制成水分散液后再加入乳胶;而离子型抗静电剂属水溶性,可直接加入乳胶,搅拌均匀即可。
2、纺织用抗静电胶件：
防静电皮辊胶管:是纺织厂纺纱皮辊配套的抗静电部件,用于纺织厂的并条、细纱、粗纱等工序中的牵伸,以克服皮辊表面的绕纱问题,而静电积聚正是绕纱的主因。鉴于皮辊是浅色的,不允许作为其配件的胶管配加炭黑,必须使用离子型表面活性剂作为抗静电添加剂。主体材料用丁腈-26,另加明胶保护表面。典型配方如下:丁腈-26100,明胶35,ZnO10,钛白粉20,MgO10,硫黄7.5,白炭黑15,抗静电剂SN1.5,二丁酯15,酞青蓝0.5。 毛纺皮辊:这种皮辊在运转中长时间与毛条摩擦,不断产生静电,造成断头和停机,因此要求毛纺皮辊具备导除静电功能。胶料中需配用抗静电剂,另外,硬度要求达到邵尔A78～86度,故配方采取高硫、高氧化锌用量。抗静电剂用平平加 O。配方如下:丁腈-26100,ZnO20,硬脂酸2,硫 黄15,二丁酯10,轻质碳酸钙80,促进剂2.5,酞青蓝0.4,平平加O5,石蜡1.5。
3、半导电胶辊：
电子照片复印机、静电记录仪都是通过均匀带电的感光体曝光而获得电子潜像的,再将显像剂附着在静电潜像上,然后通过传递介质转印到纸上。使用于上述装置的半导电胶辊需采用体积电阻为1×108～11Ψ cm的半导电橡胶。按理,丁腈橡胶是合适的主体材料,但由于放电时产生臭氧而导致胶面龟裂,因此最理想的主体材料是三元乙丙橡胶。可采用半导电炭黑作导电剂,但往往分散不均匀,需要在混炼中加以注意。
三、橡胶电性能的划分 
橡胶的电绝缘能力习惯上按体积电阻来划分,其中以10 4～7 Ψ cm的范围作为半导体橡胶, 大于此为绝缘橡胶,小于此的为导电橡胶。各种橡胶的绝缘性能都较好,相比之下,氯丁橡胶和丁腈橡胶的体积电阻最小,被称为“半导体橡胶”,往往被作为抗静电应用的首选,但也并非唯一的考虑对象,因为可以通过抗静电剂的加入来调节。
四、抗静电胶料的制备 
混炼:黑色抗静电胶料混炼时,炭黑受机械剪切后结构遭到破坏,可塑性上升,但抗静电性(即导电性)受损,因此混炼达到均匀分散即可,慎防过炼。混炼胶可塑度控制在0.4～0.45为宜。 出片:热炼时间不宜过长,辊距不宜过小。 硫化:交联程度越深,静电通路越通畅,静电导除效果也越好。
五、抗静电剂及相关助剂 
 如前所述,橡胶的抗静电性能与胶种有很大关系,但使用合适的抗静电助剂(或导电材料)也同等重要。目前,橡胶常用的抗静电剂分两大类:导电炭黑和离子型表面活性剂,它们分别适用于黑色和浅色制品。金属粉末也作为导电材料,但其缺点是影响橡胶的弹性、柔性,故很少使用。
1、炭黑类：
炭黑中导电性好的品种有乙炔炭黑、导电炉黑、导电槽黑等,而用量最多、应用面最广的首推乙炔炭黑,原因在于它的价格相对低廉。而且,因其所含的挥发份较高,故导电率差一些,而这正好能满足抗静电之需。此外还能起到一些补强效果,包括提高定伸应力和硬度。作为抗静电剂使用时,乙炔炭黑的用量一般为20～30份。但它不适用于浅色抗静电制品,也不适用于卫生、清洁要求高的产品。
2、离子型表面活性剂：
此类活性剂的抗静电特性来源于表面极性,也跟其扩散能力和相容性有关。如果这类表面活性剂跟橡胶的相容性好,则它的扩散、迁移会受到约束,导电能力会受牵制;反之,相容性太差则会过快地向外扩散、迁移,则抗静电性也难以持久。因此,选用的原则应该是力求和橡胶的相容性适中。从理论上讲,表面活性剂型抗静电剂分子中的亲水基团因能在表面形成均匀的分子层,而有良好的抗静电效果。常用的抗静电剂品种有: (1)SN:为十八烷基胺乙基二甲基-β-羟基胺的硝酸盐,红棕色,分解温度180℃,可解除高分子材料表面的积聚电荷。可直接加入橡胶,也可做成涂液,涂于表面。(2)SP:为十八烷基胺乙基二甲基-β-羟基胺的磷酸二氢盐,浅黄色,为常用品种。 (3)PES:是硬脂酸聚氧化乙烯醇酯,黄色蜡状体,纺织皮辊的专用抗静电剂,热稳定性良好。 (4)OT:即乳胶常用稳定剂平平加“O”,属非离子型表面活性剂。
3、硫化及填充体系： 
在黑色抗静电配方(以炭黑为抗静电剂)中,不宜采用低硫/高促或无硫等有效或半有效硫化体系,因为这些体系的交联结构以单、双硫键为主,不利于炭黑形成长链结构,从而影响导电渠道的建立。应该尽量使用常规的高硫/低促硫化体系,以提高导电性。典型的硫化体系配合组成为:硫黄2.5,氧化锌5,硬脂酸2,促进剂1.5。在使用浅色抗静电剂的情况下,由于表面活性剂都有增塑作用,将拉大橡胶分子的间距,会影响物性,可适当提高硫黄用量到3～3.5份的水平。 大量使用硅酸盐填料对表面活性剂有吸附作用,会抵消其抗静电效果。另外,也会影响海绵起发。故最好改用碳酸钙作填充剂。如生产抗静电海绵制品,可多用些增塑剂,以利发泡。