白色聚丙烯抗静电复合材料研究取得新进展

tanlun

      抗静电聚丙烯材料有着重要的工业应用价值，传统的抗静电方法有2种：一是添加导电填料，这会对材料的力学性能、加工性能以及色泽等产生影响；二是添加两亲性分子，但也面临与聚丙烯基体相容性差，抗静电性能对环境的湿度依赖性大等缺陷。有机盐具有优异的热和化学稳定性以及良好的离子导电性，有望成为高分子新型抗静电剂。

       杭州师范大学李勇进课题组发现在聚丙烯/玻璃纤维(PP/GF)体系中加入有机盐(双三氟甲基磺酰亚胺锂盐(Li-TFSI))可制备出兼具优异抗静电性能和力学性能的聚丙烯复合材料。并且发现PP基体中GF网络为Li-TFSI的离子传输提供了轨道，因此在GF形成网络的情况下，微量的有机盐即可赋予复合材料优良的抗静电特性(ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 18305)。在此基础上，课题组制备出表面羟基含量不同的GF并系统研究了具有不同表面性质的GF与有机盐的相互作用。研究表明高含量羟基浓度的GF由于强的相互作用会限制离子的移动，从而降低体系的抗静电性能。另一方面，表面具有较低含量羟基浓度的GF对Li-TFSI的吸附能力弱，从而也无法形成Li-TFSI的有效导电通路。只有当GF表面的羟基浓度适当时，复合材料才能具有最佳的抗静电性能。作者进一步研究了Li-TFSI在GF表面的传递机理，发现Li+在玻纤表面的传递与Li+在PEO聚合物电解质中的传递类似，TFSI-在体系中起到了辅助Li+传递的作用(见图)。该工作发表在Chinese Journal of Polymer Science 2018年第1期。研究结果不但具有重要的工业价值，而且为抗静电高分子复合材料的设计提供了理论指导。