圖1為PP復(fù)合材料表面電阻率和環(huán)境濕度的關(guān)系，1#樣品和2#樣品分別用1#和2#復(fù)合抗靜電劑的聚丙烯復(fù)合材料。從圖1中可以看出，環(huán)境濕度40% ~ 65%，兩個(gè)樣品的表面電阻率隨著環(huán)境濕度上升和下降；但隨著環(huán)境濕度繼續(xù)上升，表面電阻率下降幅度顯著削弱。
圖1 表面電阻率與環(huán)境濕度的關(guān)系
人們普遍認(rèn)為，表面活性劑類型的抗靜電劑只有在聚合物表面形成一定的網(wǎng)狀導(dǎo)電通路時(shí)，聚合物表面電阻率將有較大的降低。在40%的低濕度環(huán)境下，1#試樣的表面電阻率高達(dá)1016Ω。這是因?yàn)榉请x子型羥乙基脂肪胺本身并不生產(chǎn)導(dǎo)電材料，主要是分子中羥乙基、叔胺基親水基團(tuán)較大的表面能，在樣品表面相互團(tuán)聚，減少樣品的整體表面能，因此形成宏觀均勻、微觀孤立的一個(gè)個(gè)小島；在吸附環(huán)境的水分后，形成以小島為中心的小液膜，這些小液膜可看作是被隔離的導(dǎo)電點(diǎn)，此時(shí)形成的小液膜的主要導(dǎo)電介質(zhì)是水和微量的雜質(zhì)，液膜之間的連通數(shù)量也較少，所以樣品的表面電阻率較高。而在同樣濕度下，2#樣品的表面電阻率比1#樣品下降近3個(gè)數(shù)量級。這是因?yàn)?#樣品中加入的陰離子型脂肪基磺酸鹽隨羥乙基脂肪胺遷移至樣品表面，可以在小液膜中電離產(chǎn)生離子；離子導(dǎo)電代替了水膜導(dǎo)電，使小液膜電阻率顯著降低，導(dǎo)致樣品的表面電阻率顯著下降。
隨著環(huán)境濕度的上升，一方面樣品表面吸附的水量不斷增加，即液膜厚度、體積不斷增加，引起小液膜電阻降低；另一方面，液膜厚度增加后，小液膜之間克服表面能的阻礙而相互連通，原本孤立的小液膜之間的通路數(shù)量也增加。這兩方面的原因?qū)е聝蓸悠返谋砻骐娮杪示休^大下降；但由于脂肪基磺酸鹽電離產(chǎn)生的離子承擔(dān)了部分導(dǎo)電任務(wù)，因此2#樣品隨環(huán)境濕度的變化趨勢較1#樣品緩和；1#樣品的表面電阻率降低4個(gè)數(shù)量級，而2#樣品的表面電阻率下降了3個(gè)數(shù)量級，即2#樣品對環(huán)境濕度的依賴程度比1#樣品低。當(dāng)環(huán)境濕度繼續(xù)增加到65%，這兩個(gè)樣品表面電阻率下降趨于平緩?？梢员徽J(rèn)為是65%的環(huán)境濕度是一個(gè)臨界點(diǎn)，當(dāng)達(dá)到這個(gè)點(diǎn)后，樣品表面的網(wǎng)狀導(dǎo)電通路數(shù)目基本飽和，且形態(tài)與環(huán)境濕度關(guān)系不大；因此，樣品的表面電阻率依賴環(huán)境濕度將減少。同時(shí)，2#樣品的臨界點(diǎn)與1#樣品基本相同，可以解釋脂肪基磺酸鹽在樣品表面基本上是分布在羥乙基脂肪胺團(tuán)聚的小島之中的；因此，少量的脂肪基磺酸鹽對樣品表面整體的吸濕性能沒有明顯的貢獻(xiàn)。
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