一、电子场景,对尼龙的抗静电性能,有哪些要求?
1.普通的防尘、防吸附的场景,表面电阻需要在 10^9-10^12Ω 之间,也就是静电耗散的级别;
2.芯片、半导体的 ESD 防护场景,表面电阻需要在 10^6-10^9Ω 之间,也就是抗静电的级别;
3.防爆、高静电的场景,表面电阻需要在 10^3-10^6Ω 之间,也就是导电的级别。
而且,除了表面电阻,还要看静电的衰减时间,也就是,静电产生之后,多久能消散掉,一般来说,电子场景要求,静电衰减时间,要小于 2 秒,这样,才能快速的把静电导走,不会积累。
二、提升尼龙的抗静电性能,常见的改性方案
1.外涂抗静电剂方案
这个是最简单的方案,就是在尼龙制品的表面,涂一层抗静电剂,快速的降低表面电阻,这个方案,成本很低,见效很快,但是,缺点也很明显,就是不耐水洗,很容易被擦掉,寿命很短,所以,只适合一次性的、短期的使用场景,比如,一次性的电子元件包装、周转托盘。
2.小分子抗静电剂改性
添加小分子的抗静电剂,比如,季铵盐、脂肪酸酯,这些小分子,会慢慢的迁移到材料的表面,形成一层亲水的膜,降低表面电阻,这个方案,成本也比较低,但是,同样的,不耐水洗,而且,小分子很容易析出,导致制品的表面发粘、起雾,影响外观,所以,也只适合短期的、一次性的场景。
3.导电填料复合改性
添加导电填料,比如,导电碳黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯,这些填料,会在尼龙的内部,形成导电的通路,把静电导走,这个方案,是永久抗静电的,不会因为水洗、时间长了而失效,而且,耐热性也很好,但是,缺点是,这些填料,都是黑色的,所以,制品只能做黑色的,而且,添加量多了,会影响力学性能,所以,适合对颜色没有要求,需要永久抗静电的场景,比如,电子设备的外壳、工业的周转箱。
4.永久抗静电剂改性
添加高分子的永久抗静电剂,比如,聚醚类的永久抗静电剂,这些高分子,会在尼龙的内部,形成连续的导电相,形成导电的通路,永久的把静电导走,这个方案,也是永久抗静电的,而且,不会析出,不会影响制品的颜色,可以做透明、白色、彩色的制品,同时,也不会影响力学性能,这个是现在高端电子场景,最常用的方案,比如,芯片的包装、电子的传动部件、精密的设备部件。
三、不同的电子场景,该怎么选抗静电尼龙?
1.一次性的包装、周转材料:比如,一次性的 IC 托盘、周转袋,这个时候,用外涂或者小分子抗静电剂的方案就可以了,成本低,满足短期的需求。
2.永久使用的黑色部件:比如,电子设备的外壳、工业的周转箱,这个时候,用导电填料的方案,永久抗静电,成本也比较低。
3.高端的、彩色的永久部件:比如,芯片的测试夹具、电子的精密齿轮、办公设备的传动部件,这个时候,用永久抗静电剂的方案,兼顾颜色、性能、永久抗静电。
4.防爆、高静电的场景:比如,煤矿的电子部件、易燃易爆环境的设备,这个时候,需要更高的导电性能,所以,用导电填料 + 永久抗静电剂的复合方案,把表面电阻降到 10^6 以下,满足防爆的需求。
四、抗静电改性,常见的误区有哪些?
1.只看表面电阻,不看衰减时间:很多人以为,表面电阻够了,就可以了,但是,静电的衰减时间,也很重要,如果衰减时间太长,静电积累的速度,比消散的速度快,还是会有静电的问题,所以,选型的时候,一定要看衰减时间。
2.忽略了湿度的影响:很多小分子的抗静电剂,是靠吸水来导电的,在低湿度的环境下,抗静电性能会失效,所以,低湿度的电子场景,一定要用永久抗静电的方案,不要用小分子的。
3.抗静电剂加的太多:很多人以为,抗静电剂加的越多,性能越好,但是,加的太多,会影响尼龙的力学性能,导致强度下降,所以,要控制添加量,平衡抗静电和力学性能。


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