摘要
聚己内酰胺-聚醚型永久抗静电剂具备抗静电效果好、抗静电持久、耐水洗、不受环境湿度影响、耐热性优异以及力学性能高且对基体材料的性能影响小等特点，成为近年来国内外研究的热点。但目前国内聚己内酰胺-聚醚型永久抗静电剂的制备一般采用两步法，工艺复杂，设备投入大，生产成本高。本文以己内酰胺（CL）、聚环氧乙烷（PEO）、聚四氢呋喃（PTMG）等为原料，基于工艺简单、易实现工业化生产的一步法工艺，通过熔融原位共缩聚制备了聚己内酰胺-聚醚型永久抗静电剂，探索了永久抗静电剂的制备工艺，系统地分析了聚己内酰胺-聚醚共聚物结构与性能之间的关系，并探索了聚己内酰胺-聚醚型抗静电剂在永久抗静电ABS材料中的应用。 首先，基于一步法工艺，通过熔融原位共缩聚成功制备了聚己内酰胺-聚醚共聚物。以己二酸作为封端剂，调控聚己内酰胺预聚物的分子量，分析了聚己内酰胺预聚物分子量对共聚物的影响；并通过控制变量法，研究了聚己内酰胺与聚醚酯化阶段的最佳工艺参数：酯化温度为230℃；酯化时间为3h；真空度为200Pa；催化剂Sb2O3的用量约为0.06wt%；抗氧剂选用抗氧剂A，用量约为0.2wt%。在此条件下合成的聚己内酰胺-聚醚共聚物黏度大、转化率高、颜色浅、透明度高、不易降解。 其次，研究了软硬比、PEO分子量、聚醚种类（PEO、PTMG）对聚己内酰胺-聚醚型永久抗静电剂结构与性能的影响。不同结构的聚己内酰胺-聚醚嵌段共聚物在300℃以下均具有良好的热稳定性，满足成型加工条件；聚己内酰胺-聚醚共聚物的表面电阻率和体积电阻率的数量级在7-9之间，具备永久抗静电能力，随着PEO含量的增加，PEO-b-PA6的抗静电性能提高；随着PEO分子量的增加，PEO-b-PA6的抗静电性能先提高后降低；PEO-b-PA6比PTMG-b-PA6吸水性更强，抗静电性更佳；聚己内酰胺-聚醚是典型的微相分离结构，随着软硬比增加，PEO-b-PA6相分离加剧，其强度降低，断裂伸长率先增大后减小；随着PEO分子量减小，PEO-b-PA6的相界面变得模糊，其断裂伸长率和强度均在降低；PTMG-b-PA6的相分离程度大于PEO-b-PA6，其力学性能比PEO-b-PA6略好，此外，不同高分子链结构的聚己内酰胺-聚醚共聚物的断裂伸长率均在692.9%-1169.6%之间，韧性好。 最后，研究了聚己内酰胺-聚醚型永久抗静电剂在ABS中的应用。聚己内酰胺-聚醚型永久抗静电剂以纤维状或层片状三维网络结构存在于ABS基体内，构成导电通道，抗静电ABS的表面电阻率和体积电阻率的数量级可以降6-8个，而且除添加软硬比为70/30PEO-b-PA6抗静电剂的ABS不耐水洗，添加其余配方的抗静电ABS均耐水洗，具备永久抗静电能力；抗静电ABS共混材料的熔融指数更大，加工流动性更好；抗静电ABS的拉伸强度和弯曲强度均有不同程度的下降，但部分抗静电ABS的缺口冲击强度得到改善。
NETL