1. คุณสมบัติโครงสร้างโมเลกุลและกลุ่มคุณลักษณะและปริมาณการเติม [3]
ผลกระทบของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตในขั้นแรกจะขึ้นอยู่กับคุณลักษณะพื้นฐานของสารลดแรงตึงผิว - กิจกรรมของพื้นผิว กิจกรรมของพื้นผิวสัมพันธ์กับประเภทของหมู่ที่ชอบน้ำ ประเภทของหมู่ที่ไม่ชอบน้ำ รูปร่างของโมเลกุล และน้ำหนักโมเลกุล เมื่อโมเลกุลของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตถูกดูดซับในทิศทางบนส่วนต่อประสานเฟส พลังงานอิสระของส่วนต่อประสานเฟสและมุมสัมผัสวิกฤตระหว่างน้ำและพลาสติกจะลดลง การดูดซับนี้เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของเมทริกซ์เท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของสารลดแรงตึงผิวด้วย ตามกฎความคล้ายคลึงกันของขั้ว ส่วนโซ่ไฮโดรคาร์บอนของโมเลกุลลดแรงตึงผิวมีแนวโน้มที่จะสัมผัสกับส่วนของโพลีเมอร์ และส่วนของกลุ่มขั้วมีแนวโน้มที่จะสัมผัสกับน้ำในอากาศ ในฐานะวัสดุที่ไม่ชอบน้ำ หน้าที่หลักของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์บนพื้นผิวของวัสดุโพลีเมอร์คือการสร้างชั้นดูดซับที่ชอบน้ำเป็นประจำโดยหันหน้าไปทางน้ำในอากาศ
ในกรณีที่มีความชื้นในอากาศเท่ากัน สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่มีคุณสมบัติชอบน้ำได้ดีจะจับกับน้ำมากขึ้น เพื่อให้พื้นผิวของโพลีเมอร์สามารถดูดซับน้ำได้มากขึ้น และเงื่อนไขในการแตกตัวเป็นไอออนก็เพียงพอมากขึ้น ดังนั้นจึงปรับปรุงผลการป้องกันไฟฟ้าสถิตย์
การถ่ายโอนประจุยังสามารถเกิดขึ้นได้โดยการแทนที่โปรตอน สารป้องกันไฟฟ้าสถิตที่มีหมู่ไฮดรอกซิลหรืออะมิโนสามารถเชื่อมโยงเข้ากับสายโซ่ได้โดยพันธะไฮโดรเจน และยังสามารถทำงานได้ที่ความชื้นต่ำอีกด้วย ในสภาพแวดล้อมที่มีอากาศแห้ง หากผลิตภัณฑ์พลาสติกจำเป็นต้องแสดงคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตทันทีหลังจากการขึ้นรูป การใช้สารป้องกันไฟฟ้าสถิตโพลีออลโมโนสเตียเรตจะมีประสิทธิภาพมาก ไฮดรอกซีเอทิลอัลคิลามีนในโพลีโพรพีลีนมีฤทธิ์ป้องกันไฟฟ้าสถิตได้ดีที่สุดหลังจากเก็บรักษาที่ความชื้นสัมพัทธ์ 50 % เป็นระยะเวลาหนึ่งเท่านั้น และจะได้รับผลกระทบอย่างมากจากความชื้น โมโนกลีเซอไรด์ของกรดสเตียริกมีฤทธิ์ป้องกันไฟฟ้าสถิตทันทีหลังจากเติม และไม่ได้รับผลกระทบจากความชื้น แต่ผลจะลดลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเก็บนานขึ้น
ผลกระทบของสารเติมแต่งป้องกันไฟฟ้าสถิตจะขึ้นอยู่กับอัตราการย้ายของสารเติมแต่งไปยังพื้นผิวของผลิตภัณฑ์พลาสติก เมื่อพื้นผิวของผลิตภัณฑ์พลาสติกถูกปกคลุมด้วยชั้นสื่อกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง การลดทอนประจุจะเหมาะสมที่สุด
น้ำหนักโมเลกุลของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์สูงเกินไป ซึ่งไม่เอื้อต่อการอพยพไปยังพื้นผิวของพอลิเมอร์ น้ำหนักโมเลกุลต่ำเกินไป และความต้านทานการซักและความต้านทานแรงเสียดทานของพื้นผิวไม่ดี โดยปกติแล้วน้ำหนักโมเลกุลของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตจะน้อยกว่าของโพลีเมอร์มาก การเติมสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำอาจทำให้คุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของวัสดุโพลีเมอร์สูงลดลง เพื่อลดผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์นี้ มักจะเติมสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ในปริมาณที่น้อยมาก เช่นเดียวกับสารลดแรงตึงผิว "จุดเดียวคือความสด" โดยทั่วไปคือ 1ppm~1,000ppm และยังสามารถเติมได้หลังจากการเจือจางอีกด้วย ปริมาณของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตที่เติมจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการใช้ผลิตภัณฑ์
ค่า CMC (ความเข้มข้นของไมเซลล์วิกฤต) เป็นการวัดกิจกรรมพื้นผิวของสารลดแรงตึงผิว ยิ่งค่า CMC น้อยลง ความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวที่จะไปถึงการดูดซับที่พื้นผิว (ส่วนต่อประสาน) ก็จะยิ่งต่ำลง หรือความเข้มข้นที่จำเป็นในการสร้างไมเซลล์ก็จะยิ่งต่ำลง ดังนั้น ความเข้มข้นที่มีประสิทธิผลของคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตก็จะยิ่งต่ำลง ปริมาณของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตที่เติมด้วยโครงสร้างที่แตกต่างกันจะแตกต่างกัน และจะแตกต่างกันไปตามรูปแบบของผลิตภัณฑ์ ปริมาณการบวกมีช่วง ต่ำเกินไป ผลการป้องกันไฟฟ้าสถิตไม่ชัดเจน สูงเกินไป จะส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพ และทางกลของวัสดุ ปริมาณการเติมของผลิตภัณฑ์บาง เช่น ฟิล์มและแผ่นมีน้อย และปริมาณการเติมผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาค่อนข้างมาก
2. ความเข้ากันได้ระหว่างสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์และโพลีเมอร์เป็นไปตามหลักการของความเข้ากันได้ของขั้วที่คล้ายกัน วัสดุโพลีเมอร์ล้วนมีโครงสร้างสายโซ่คาร์บอนยาว ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเรซินที่ไม่มีขั้ว และบางชนิดก็มีกลุ่มปลายขั้วซึ่งช่วยเพิ่มขั้ว สารป้องกันไฟฟ้าสถิตมีทั้งกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำ (ไม่มีขั้ว) และกลุ่มที่ชอบน้ำ (มีขั้ว) โดยทั่วไป ยิ่งโซ่คาร์บอนของกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำยาวเท่าไร ความเข้ากันกับโพลีเมอร์ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น หากหมู่ที่ชอบน้ำมีขั้วมาก ความเข้ากันได้กับโพลีเมอร์จะไม่ดี ถ้าขั้วอ่อน การดูดซับที่ชอบน้ำก็ไม่ดี ความเข้ากันได้ดีเกินไป สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ไม่สามารถเคลื่อนย้ายออกได้ง่าย และไม่สามารถบรรลุผลป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ได้ ความเข้ากันได้ไม่ดี การถอดเร็วเกินไป และระยะเวลาการใช้งานสั้นเกินไปซึ่งส่งผลต่อการใช้งานในระยะยาว ดังนั้น ปัจจัยข้างต้นจำเป็นต้องได้รับการพิจารณาเมื่อออกแบบและใช้สารป้องกันไฟฟ้าสถิต และควรคัดกรองพันธุ์และการใช้งานที่เหมาะสมของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตผ่านการทดลอง
