聚噻吩（Polythiophenes，简称PTP）导电性高分子材料是近几年发展十分迅速的防静电材料，它在包装中的应用前景十分广阔。

　　防止带静电是国际上对电子产品等类包装材料提出的首要要求。可溶的导电聚噻吩（PTP）材料的发展，开辟了新的应用领域，即用它可制作用于薄膜的涂层。该涂层透明、耐磨、不腐蚀并具有控制静电的性能，可用于防静电包装。

　　1.防静电概要

　　1.1 100亿马克的损失

　　众所周知，静电放电（ESD）对小型化趋势越来越明显的数据处理系统和通讯系统类电子产品，几乎是一种普遍存在的危险。由文献可知，德国因为静电而引起的这一方面的损失高达100亿马克。

　　如果通过导电材料涂青敷或填充处理，把表面电阻降低到105—1011Ω范围内，则电荷可在控制下逸散，即可防止ESD危害。

　　1.2薄膜的防静电方法

　　包装薄膜防静电有多种方法，除了碳黑之外，采用导电高分子材料是行之有效的方法之一。聚（烷氧基）噻吩是迄今少数已知的特殊材料，它们以导电状态溶于某些有机溶剂，因而在原则上可易于进行加工。到1989年，一些文献只介绍了聚（烷氧基）噻吩基团中的聚（甲氧基）导电性差，并且仅有小的溶解度。

　　从1990年起，工程师开始系统地研究具有不同烷氧基的聚（烷氧基）噻吩。到了今天，人们可以用多种方法合成聚噻吩及其衍生物导电性新材料。如聚（α三联）噻吩，聚（乙炔）噻吩等等。

　　研究表明，在其压制件上测量的本征电导率都在10+2～10－４S/cm范围内。GPC分析表明，共轭导电性聚合物具有大约5～10个单体单元的较低平均分子量。当具有C1～C3烷氧基树脂的齐聚物溶于乙腈和其它偶极对质子惰性溶剂时，则表明苯是用于C１２～C１５烷氧基树脂的最适宜溶剂。　　

　　2.防静电薄膜制作工艺

　　2.1防静电涂层

　　科研人员从下列几个方面研究了聚（烷氧基）噻吩用作防静电涂层的适宜性：

　　——表面电阻

　　——可加工性（溶解度，可混合性）

　　——涂敷方法

　　——稳定性

　　2.2表面电阻

　　通过原材料的电导率σ[Ω-1cm－1=Scm－1]可确定表面电阻R（Ω）的大小

　　R=1/σ·1/d·a/b（1）

　　式中，d=涂层的厚度（cm），a和b是矩形检测试样的边或者使用的检测电极的宽度和距离，用cm表示（DIN53482）。在一个正方形表面上的电阻定义为正方形表面电阻R□。此时，a=b·R□值为R□=1/σ·d(2) 根据公式2计算可知，一种导电良好的聚（烷氧基）噻吩材料，在d=250mm和σ=1S/cm时，其正方形表面电阻为4×104Ω。这种粗略的评估表明，聚（烷氧基）噻吩的电导率在防静电范围内应用是足够的。从狭义而言，防静电范围包括在106～1011Ω的正方形表面电阻内。

　　2.3涂层的加工性在研究聚（烷氧基）噻吩材料时，必须在可达到的最大电导率（1～2S/cm）和溶解度之间进行折中。电导率随聚合物链的增长而提高，而溶解度随分子量的增加而下降。

　　通过限制到具有比较低平均分子量的齐聚物，能够在偶极对质子惰性溶剂（例如乙腈、硝基甲烷、二甲基甲酰胺）中获得2-6%的溶解度。对此，在技术上也可使用如N-甲基吡咯烷酮这样的溶剂。

　　不加入粘结剂，涂层在各种塑料上的附着性是不良的。令人惊奇的是，溶解的聚（烷氧基）噻吩可同今天涂漆工业普遍采用的绝大多数粘结剂和添加剂（分散剂、湿润剂、增附剂）混合。因此，可在例如聚酯、聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯这样的塑料上改善附着性和耐划性，并使这两种性能达到最佳化。通过改变涂层中的粘结剂含量，能够在较宽的限度内调整表面电阻。

　　在聚（烷氧基）噻吩含量只为5%（σ=1.0S/cm）时，获得1010Ω以下的表面电阻。目前，粘结剂的含量一般为80-95%，主要采用聚丙烯酸酯和共聚多酯等粘结剂。如果使用的粘结剂本身是无色或透明的，则可制取高透明的浅淡蓝色防静电涂层。该涂层使基体薄膜最初的透明度只减少很少的百分点。

　　2.4涂敷方法整个表面的低压力获得高的涂层均无性。当溶剂的配方含4-8%固体份时，涂覆到薄膜上的涂料量按照使用的涂覆辊子类型（网线辊）为1～4g/m2。这种涂覆方法可以非常精确地沿整个薄膜宽度调整涂层厚度，可以非常稳定地保持透明度和表面电阻。这种工艺方法同时能获得高的生产量。在一台生产设备上，能够获得120～150m/分的速度。

　　3.性能与包装应用

　　3.1防静电特性

　　一般而言，在升高温度和极端的气候环境条件下也能保持抗静电性（R<1011Ω/□），方对防静电包装材料的有效性起决定性的作用。

　　在60℃下于干燥箱中时效28天后，涂聚（乙氧基）噻吩涂层的聚酯薄膜（涂层中含15%聚噻吩）的表面电阻从1×107Ω/□增加到2.8×107Ω/□。于40℃和85%相对湿度条件下在环境试验箱中连续时效1000h之后，也获得了109Ω/□以下的表面电阻值。

　　在交变温度、湿度和照光条件下进行的时效试验表明，涂聚（乙氧基）噻吩涂层的薄膜在大约1.5年内保持防静电作用。在室温、50%相对湿度条件下连续进行1.5 年黑暗时效试验之后，表面电阻增加不超过20%。另外聚噻吩相容性好，按照顾客的技术条件进行的研究表明，含聚（乙氧基）噻吩的涂层对金属（铜、镍、黄铜）没有腐蚀作用。

　　3.2防静电和电磁屏蔽包装

　　由聚酯薄膜和聚乙烯薄膜构成的薄膜层压复合材料一面或两面涂覆由导电的聚（烃氧基）噻吩组成的涂层，用于制造防静电包装袋。透明、镀金属的聚酯薄膜在背面涂覆导电聚噻吩防静电涂层，其镀金属面同PE薄膜层压在一起，用于制造具有电磁屏蔽作用的包装袋。这种PET/LDPE复合材料的表面电阻为107～108Ω/□，透明度为80%以上。

　　目前，以导电聚噻吩为基础防静电涂层除了用于研制防静电包装袋之外，还有用于研究其它的应用可能性，如防雷达隐身包装等。