聚噻吩（Polythiophenes，簡(jiǎn)稱PTP）導(dǎo)電性高分子材料是近幾年發(fā)展十分迅速的防靜電材料，它在包裝中的應(yīng)用前景十分廣闊。
防止帶靜電是國(guó)際上對(duì)電子產(chǎn)品等類(lèi)包裝材料提出的首要要求。可溶的導(dǎo)電聚噻吩（PTP）材料的發(fā)展，開(kāi)辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域，即用它可制作用于薄膜的涂層。該涂層透明、耐磨、不腐蝕并具有控制靜電的性能，可用于防靜電包裝。
1.防靜電概要
1.1 100億馬克的損失
眾所周知，靜電放電（ESD）對(duì)小型化趨勢(shì)越來(lái)越明顯的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)類(lèi)電子產(chǎn)品，幾乎是一種普遍存在的危險(xiǎn)。由文獻(xiàn)可知，德國(guó)因?yàn)殪o電而引起的這一方面的損失高達(dá)100億馬克。
如果通過(guò)導(dǎo)電材料涂青敷或填充處理，把表面電阻降低到105—1011Ω范圍內(nèi)，則電荷可在控制下逸散，即可防止ESD危害。
1.2薄膜的防靜電方法
包裝薄膜防靜電有多種方法，除了碳黑之外，采用導(dǎo)電高分子材料是行之有效的方法之一。聚（烷氧基）噻吩是迄今少數(shù)已知的特殊材料，它們以導(dǎo)電狀態(tài)溶于某些有機(jī)溶劑，因而在原則上可易于進(jìn)行加工。到1989年，一些文獻(xiàn)只介紹了聚（烷氧基）噻吩基團(tuán)中的聚（甲氧基）導(dǎo)電性差，并且僅有小的溶解度。
從1990年起，工程師開(kāi)始系統(tǒng)地研究具有不同烷氧基的聚（烷氧基）噻吩。到了今天，人們可以用多種方法合成聚噻吩及其衍生物導(dǎo)電性新材料。如聚（α三聯(lián)）噻吩，聚（乙炔）噻吩等等。
研究表明，在其壓制件上測(cè)量的本征電導(dǎo)率都在10+2～10－４S/cm范圍內(nèi)。GPC分析表明，共軛導(dǎo)電性聚合物具有大約5～10個(gè)單體單元的較低平均分子量。當(dāng)具有C1～C3烷氧基樹(shù)脂的齊聚物溶于乙腈和其它偶極對(duì)質(zhì)子惰性溶劑時(shí)，則表明苯是用于C１２～C１５烷氧基樹(shù)脂的最適宜溶劑�！ �
2.防靜電薄膜制作工藝
2.1防靜電涂層
科研人員從下列幾個(gè)方面研究了聚（烷氧基）噻吩用作防靜電涂層的適宜性：
——表面電阻
——可加工性（溶解度，可混合性）
——涂敷方法
——穩(wěn)定性
2.2表面電阻
通過(guò)原材料的電導(dǎo)率σ[Ω-1cm－1=Scm－1]可確定表面電阻R（Ω）的大小
R=1/σ·1/d·a/b（1）
式中，d=涂層的厚度（cm），a和b是矩形檢測(cè)試樣的邊或者使用的檢測(cè)電極的寬度和距離，用cm表示（DIN53482）。在一個(gè)正方形表面上的電阻定義為正方形表面電阻R□。此時(shí)，a=b·R□值為R□=1/σ·d(2) 根據(jù)公式2計(jì)算可知，一種導(dǎo)電良好的聚（烷氧基）噻吩材料，在d=250mm和σ=1S/cm時(shí)，其正方形表面電阻為4×104Ω。這種粗略的評(píng)估表明，聚（烷氧基）噻吩的電導(dǎo)率在防靜電范圍內(nèi)應(yīng)用是足夠的。從狹義而言，防靜電范圍包括在106～1011Ω的正方形表面電阻內(nèi)。
2.3涂層的加工性在研究聚（烷氧基）噻吩材料時(shí)，必須在可達(dá)到的最大電導(dǎo)率（1～2S/cm）和溶解度之間進(jìn)行折中。電導(dǎo)率隨聚合物鏈的增長(zhǎng)而提高，而溶解度隨分子量的增加而下降。
通過(guò)限制到具有比較低平均分子量的齊聚物，能夠在偶極對(duì)質(zhì)子惰性溶劑（例如乙腈、硝基甲烷、二甲基甲酰胺）中獲得2-6%的溶解度。對(duì)此，在技術(shù)上也可使用如N-甲基吡咯烷酮這樣的溶劑。
不加入粘結(jié)劑，涂層在各種塑料上的附著性是不良的。令人驚奇的是，溶解的聚（烷氧基）噻吩可同今天涂漆工業(yè)普遍采用的絕大多數(shù)粘結(jié)劑和添加劑（分散劑、濕潤(rùn)劑、增附劑）混合。因此，可在例如聚酯、聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯這樣的塑料上改善附著性和耐劃性，并使這兩種性能達(dá)到最佳化。通過(guò)改變涂層中的粘結(jié)劑含量，能夠在較寬的限度內(nèi)調(diào)整表面電阻。
在聚（烷氧基）噻吩含量只為5%（σ=1.0S/cm）時(shí)，獲得1010Ω以下的表面電阻。目前，粘結(jié)劑的含量一般為80-95%，主要采用聚丙烯酸酯和共聚多酯等粘結(jié)劑。如果使用的粘結(jié)劑本身是無(wú)色或透明的，則可制取高透明的淺淡藍(lán)色防靜電涂層。該涂層使基體薄膜最初的透明度只減少很少的百分點(diǎn)。
2.4涂敷方法整個(gè)表面的低壓力獲得高的涂層均無(wú)性。當(dāng)溶劑的配方含4-8%固體份時(shí)，涂覆到薄膜上的涂料量按照使用的涂覆輥?zhàn)宇?lèi)型（網(wǎng)線輥）為1～4g/m2。這種涂覆方法可以非常精確地沿整個(gè)薄膜寬度調(diào)整涂層厚度，可以非常穩(wěn)定地保持透明度和表面電阻。這種工藝方法同時(shí)能獲得高的生產(chǎn)量。在一臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備上，能夠獲得120～150m/分的速度。
3.性能與包裝應(yīng)用
3.1防靜電特性
一般而言，在升高溫度和極端的氣候環(huán)境條件下也能保持抗靜電性（R<1011Ω/□），方對(duì)防靜電包裝材料的有效性起決定性的作用。
在60℃下于干燥箱中時(shí)效28天后，涂聚（乙氧基）噻吩涂層的聚酯薄膜（涂層中含15%聚噻吩）的表面電阻從1×107Ω/□增加到2.8×107Ω/□。于40℃和85%相對(duì)濕度條件下在環(huán)境試驗(yàn)箱中連續(xù)時(shí)效1000h之后，也獲得了109Ω/□以下的表面電阻值。
在交變溫度、濕度和照光條件下進(jìn)行的時(shí)效試驗(yàn)表明，涂聚（乙氧基）噻吩涂層的薄膜在大約1.5年內(nèi)保持防靜電作用。在室溫、50%相對(duì)濕度條件下連續(xù)進(jìn)行1.5 年黑暗時(shí)效試驗(yàn)之后，表面電阻增加不超過(guò)20%。另外聚噻吩相容性好，按照顧客的技術(shù)條件進(jìn)行的研究表明，含聚（乙氧基）噻吩的涂層對(duì)金屬（銅、鎳、黃銅）沒(méi)有腐蝕作用。
3.2防靜電和電磁屏蔽包裝
由聚酯薄膜和聚乙烯薄膜構(gòu)成的薄膜層壓復(fù)合材料一面或兩面涂覆由導(dǎo)電的聚（烴氧基）噻吩組成的涂層，用于制造防靜電包裝袋。透明、鍍金屬的聚酯薄膜在背面涂覆導(dǎo)電聚噻吩防靜電涂層，其鍍金屬面同PE薄膜層壓在一起，用于制造具有電磁屏蔽作用的包裝袋。這種PET/LDPE復(fù)合材料的表面電阻為107～108Ω/□，透明度為80%以上。
目前，以導(dǎo)電聚噻吩為基礎(chǔ)防靜電涂層除了用于研制防靜電包裝袋之外，還有用于研究其它的應(yīng)用可能性，如防雷達(dá)隱身包裝等。
