無論你是產品設計工程師，模具制造廠老板，注塑工廠老板，塑膠采購人員，或者塑膠銷售從業(yè)人員等，塑膠的選擇在產品開發(fā)生產過程中都是至關重要的。而相較于普通塑膠材料，導電防靜電塑膠材料的選擇，需要考慮和關注的因素更多。如果導電防靜電塑料選材錯誤，可能導致制品的電性能達不到理想的要求、成本的激增、機械性能或者外觀無法滿足要求，甚至直接無法使用。作為一名在導電防靜電塑料行業(yè)深耕十數年的從業(yè)人員，現(xiàn)在就帶你深入了解導電防靜電塑膠材料的分類和特性，讓你快速掌握導靜電材料選型實用技巧。 

當我們設計一款新的導電防靜電產品時，如果能夠找到對標競品，通過材料逆向分析，借鑒成熟方案是最快速和最便捷的方法。通過材料逆向分析，我們可以知道材料的電性能要求，材料的導電填料種類和添加比例，塑膠基材的種類和各組分的比例，添加劑的成分和含量等。具體的導電防靜電材料逆向分析包括如下項目：

1.使用表面電阻儀、萬用表等測定材料的表面電阻率；

2.通過觀察制品的外觀顏色和表面紋理確定導電填料的類型；

3.通過液體浮力法測定材料比重；

4.通過UL阻燃測試儀測試材料的阻燃性能；

5.使用傅里葉紅外光譜（FTIR）識別基礎樹脂和部分官能團的類型；

6.使用熱裂解氣相色譜-質譜（Py-GC/MS），精準鑒定聚合物和有機添加劑；

7.通過熱重分析測定材料無機填料的含量；

8.使用X射線熒光光譜（XRF）定性定量無機元素的含量（如阻燃劑中的溴銻、填料的硅鈣等）；

9.使用掃描電鏡-能譜（SEM-EDS）觀察填料的形態(tài)并分析元素組成；

10.使用溶劑萃取小分子添加劑，然后通過色譜分析抗氧劑、紫外線吸收劑的含量；

11.使用核磁共振氫譜（1H-NMR）測定共聚物的比例如PC/ABS各組分的占比；

12.通過差示掃描量熱（DSC）測定材料的熔點、玻璃化轉變溫度、結晶度等；

另外，不同的產品會有不同的產品標準，比如一些防爆產品需要通過IEC ATEX等防爆指令，而托盤制品很多需要符合JEDEC等規(guī)范標準。 

但更多時候找不到競品可供參考，或者新產品開發(fā)時，啟富塑膠憑借豐富的行業(yè)經驗向您推薦選材6步法，它可以幫助您快速高效的找到適合的導電防靜電塑膠材料。

第一步：性價比是永恒的主題，如何選擇低成本導電防靜電方案？

材料成本，一直是導電防靜電制品項目開發(fā)的首要關注點。塑膠基材的價格差異巨大，從通用塑料PP、PE、ABS等10元左右的成；工程塑料PA PC POM等20元左右的成本；高溫塑料PPS PPA LCP等50元左右的成本；到特種塑料PEEK PEI PPSU等100元以上的成本。選擇對應成本的塑膠基材，有助于提高產品的競爭力。另外全新料和經濟回料的價格也差異巨大。

導電填料的種類也有不同，具體價格也有很大差異，如炭黑的成本相對較低，而碳納米管、碳纖維、本色永防母粒、不銹鋼纖維等成本相對較高。因此炭黑也常用于PP,PE,ABS,PS,PA,PC等通用塑料和工程塑料，而很少用于PEEK,PEI等特種工程塑料。

極具性價比的PP炭黑防靜電塑料

另外，加工成本也是成本的重要組成部分。相比通用塑料和工程塑料，特種工程塑料對模具的材質，機器如注塑機、擠出機和模溫機的要求也更高。另外一些材料比如超高分子量聚乙烯和PTFE，材料粘度非常高，不適合用注塑機器加工。所以在材料選擇時，比如防靜電PP和防靜電PC都能滿足防靜電托盤產品的要求，而防靜電PP成本更低，加工溫度和工藝更節(jié)省成本，當然優(yōu)先選用防靜電PP材料。此外，考慮導電防靜電產品的使用壽命和維護成本，選擇性價比高的導電防靜電材料，能在長期使用中節(jié)省開支。

第二步：電阻的要求和電阻測試的方法，如何滿足客戶終端產品的要求？

作為導電防靜電塑膠材料，材料的電阻要求和電阻的測試方法，是客戶最為關注的一項指標。

高分子長效抗靜電母粒改性的防靜電塑膠，電阻穩(wěn)定且不跳動，電阻通常做到7-9次方，而無法做到導電。

碳體系的導電填料如，碳纖維，炭黑和碳納米管改性的導電防靜電塑料，電阻可調到低至導電幾歐姆,但是它們的導電性能并不隨著導電填料的比例呈現(xiàn)線性上升的規(guī)律，往往是突變方式。這類材料在達到一個臨界值時阻值突然下降，因此把碳元素塑膠制品的電阻控制在比較小的范圍是很困難的，另外，由于碳體系的填料熔融加工時，沒辦法完全均勻的分散在塑膠基材中，因此它的電阻是跳動，不均勻的。

另外，使用不同的檢測設備來檢測制品的電阻值也是會有一定偏差的，通常我們會使用重錘式表面電阻測試儀，防靜電表面電阻測試儀或者萬用表來測量產品的電阻率。重錘式表面電阻測試儀檢測的結果比較精確并且通常比防靜電表面電阻測試儀測出的數值偏低，防靜電表面電阻測試儀是一種經濟便攜的檢測儀器，萬用表可以讀取100Ω以內的數值，因此我們需要使用和客戶相同的檢測儀器來測試材料的電阻值。

萬用表測試POM導電材料

電阻的測試結果還和給定的電壓有很大關系，常用的電壓有10V-100V。對于一些要求高壓導通的制品，還會用到兆歐表來檢測電阻值。

兆歐表測高壓導通

第三步：肉眼可見的外觀要求，給與制品個性化的色彩！

當防靜電制品需要豐富多彩的絢麗色彩，甚至是透明色時，我們只能給客戶推薦高分子長效防靜電材料，通?；挠蠵P、PE、ABS、PA6、PA66、PA12、PBT、PC、POM、POK、PMMA、PVC、TPU、TPE、TPEE等，由于高分子長效抗靜電母粒較低的熱失效溫度，高溫工程塑料基材PEEK/PEI/PPSU等目前還無法做本色防靜電。啟富塑膠研發(fā)了一款長效本色防靜電PPS材料，具備較高的耐熱和穩(wěn)定長效的抗靜電性能。

PPS本色加纖防靜電材料

炭黑和碳納米管導電填料可以賦予導電防靜電制品光潔黑亮的表面，但是碳粉會掉落導致炭跡殘留，這類型的導電防靜電化合物會污染周邊環(huán)境，包括設備和零件，因此，在一些場所是不備允許使用的。此外，這類型的導電防靜電化合物只能被用于制造黑色制品。

碳纖維粗糙的纖維狀紋理使碳纖維導電防靜電塑料即使在高光模具上生產也得不到高光鏡面的塑膠制品，因此通常使用蝕刻過的模具生產磨砂紋理的制品。另外，盡管碳纖維本身為黑灰色的導電填料，但好消息是客戶可以多一個選擇，啟富塑膠多年的研發(fā)經驗加持下，已經可以將使用碳纖維作為導電基材的ABS和PA等塑料進行著色處理。盡管碳纖維負載塑料可用的顏色不是那種特別鮮艷的裝飾色彩，但對于禁止使用黑色的制品和需要進行顏色區(qū)分的制品是適合的。

PA6碳纖維增強導電可配色塑料

第四步：根據制品的使用要求，精準匹配材料物性！

力學性能：通用塑料如：ABS、PS、PP、PE、PET等，由于無法承受較大的荷載，常被用于外殼等不受力部件的制造。而工程塑料PC、PA、PBT、POM、POK等，能承受較大載荷，可用于機械配件和其他高強度要求的體育、汽車等部件，高溫工程塑料及特種塑料PPS、PEI、PPA、PEEK、PPSU、LCP等，更高的機械性能使其能適應更極端的力學應用場景如軍工、航空、機器人等。彈性體塑料如TPE、TPU、TPEE、TPV等，寬廣的硬度范圍，和極高的斷裂伸長率使其用于高觸感、高防護等領域。

碳纖維本身具備極佳的強度，因此當導電防靜電制品的使用場景需要承受較大力時，可以選用碳纖維導電填料，可以極大的提高材料的彎曲強度、模量和硬度，但是會明顯的降低材料的斷裂伸長率和延展性。

炭黑的顆粒狀結構使其對塑料基材本身的硬度、拉伸彎曲強度等影響較少，但是會降低材料的抗沖擊性能，特別是添加在PC等無定形材料中。

碳納米管中空管狀的結構，對塑料的斷裂伸長率能夠造成極大的降低，不論是PC、PA等工程塑料還是TPU等熱塑性彈性體。

高分子長效抗靜電母粒的基材通常是聚酰胺彈性體或者是聚酯彈性體，母粒本身的硬度和剛性相對通用硬膠如ABS、PC等都較低，因此這類型母粒的添加將會降低塑料基材的硬度、強度，并提高其韌性和斷裂伸長率。

碳纖維增強PA612 PPA等用于無人機槳葉

熱性能：根據材料的熱變形溫度的不同，材料的耐熱性能從通用塑料、工程塑料、高溫塑料到特種塑料依次提高，因此可以適應于不同的耐熱場景。

碳纖維的結構特性可以和玻璃纖維一樣大幅度提高半結晶型塑料基材的熱變形溫度，但是對于無定形塑料，如PC等，則碳纖維對其熱變形溫度的提高不明顯。

高分子長效抗靜電母粒本色的耐熱性能較差，熱失效溫度也偏低，因此會降低塑膠基材本身的耐熱性能，如本色防靜電PC，PA等耐熱性能比普通PC,PA等更低。

炭黑和碳納米管導電填料對塑膠基材本身的耐熱性能幾乎沒有影響。

另外，導電防靜電材料的耐化學性能、尺寸穩(wěn)定性、耐磨性能、光學性能、導熱性能也是一些制品的關注重點。

第五步：順利的制造過程，離不開合適的成型工藝！

熱塑性工程塑料的成型工藝包括：注塑成型，擠出成型，吹膜成型，吹塑成型，押出成型，吸塑成型、滾塑成型，模壓燒結成型、涂覆成型等。不同的塑膠基材適合的加工工藝不同，如PTFE由于其較高的熔體粘度，不適合與注塑成型，而通常采用模壓燒結和擠出、涂覆等成型方式。U-PE超高分子量聚乙烯極高的分子含量適合于擠出成型。而PP等材料可以采用各種成型方式。

炭黑和高分子長效抗靜電母粒填充的導電防靜電材料可以適用于各種成型方式，而碳纖維和碳納米管由于其較低的斷裂伸長率，通常無法適用于高延展性的成型方式，如吹膜、吹塑、吸塑等。

另外，導電防靜電制品的尺寸精度與材料的尺寸穩(wěn)定性和收縮率息息相關。炭黑和碳納米管對塑膠基材的收縮率基本沒有影響，并具備收縮各向同性的特點，高分子長效抗靜電母粒會輕微提升材料的收縮率，而碳纖維對制品收縮率的影響類似于玻璃纖維，具備收縮各向異性的特點，因此容易產生翹曲變形。

TPU透明防靜電擠出管

第六步：產品的落到，離不開當地法規(guī)的要求

環(huán)保法規(guī)：不同地區(qū)的環(huán)保要求各不相同，導電防靜電塑料材料相應的法規(guī)有：歐盟的 RoHS指令、REACH法規(guī)、鹵素法規(guī)、有害物質有限制、食品級FDA認證、醫(yī)療級標準認證等。

阻燃法規(guī)：隨著越來越嚴苛的阻燃安全法規(guī)，如GB4943.1-2022最新標準針焰測試S2標準將于今年2025年7月1日開始全面實施。對防火性能有要求的產品，必須要選擇符合政策法規(guī)要求的阻燃導電防靜電塑料。通常，材料的阻燃測試標準采用UL檢測標準，UL防火等級從低到高依次為HB、V-2、V-1、V-O、5VB、5VA。

炭黑、碳納米管、碳纖維、高分子長效防靜電母粒等都可以用于制造阻燃導電防靜電塑料。如啟富塑膠開發(fā)的本色加玻纖阻燃VO等級的PA66材料被用于防爆電氣的外殼具備良好的機械性能和持續(xù)穩(wěn)定10的8次方的表面電阻率，并且可以通過雙85長期老化測試，充分保證制品的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。另外一款PA66加碳纖維阻燃VO材料則被用于舞臺燈、礦燈等高強度阻燃制品的生產。

防爆和防靜電法規(guī)：根據啟富塑膠在導電防靜電行業(yè)多年的經驗，通常防爆領域需要滿足國標和IEC ATEX防爆指令要求，通常表面電阻率要求低于10的9次方歐姆，比如啟富塑膠生產的本色加纖防靜電PA材料用于防爆領域具備穩(wěn)定在10的8次方的表面電阻率，而半導體行業(yè)對表面電阻率的要求通常是10的9次方歐姆及以下，對于一些防塵應用領域能滿足表面電阻率小于10的11次方即為合格，對于有電磁屏蔽要求的制品，電阻率最高通常為1K歐姆。

PA66加纖阻燃防靜電本色可調色 防爆耳罩

當掌握了這些導電防靜電塑料選材方法之后，無論你是塑膠行業(yè)的從業(yè)者，產品設計開發(fā)的項目人員，還是模具注塑工廠老板，采購人員，都能夠精準的在茫茫材料中，精準高效的選擇自己需要的導電防靜電塑膠材料。

當然材料的理論選擇是一步，但更重要的是理論結合實際，在選擇好材料后，需要選擇適合的加工工藝，進行小批量的樣品試制，經過驗證確定選擇的導電防靜電材料是否能夠滿足實際使用需求。并對制品進行全方位的性能測試，確保起符合設計和法規(guī)要求。只有經過驗證的產品，才能夠批量化的投入生產使用。

當然，僅僅只靠一篇文章，知識和觀點會稍顯片面。但是，啟富塑膠作為專業(yè)的導電防靜電材料選材顧問，我們可以幫助您：

需求分析：全方位了解您產品的應用場景、性能需求和成本預算，為您精準匹配導電防靜電塑料。

改性定制：當沒有現(xiàn)成的材料匹配，我們可根據您產品的獨特需求，量身定制專屬的導靜電選材方案。

技術支持：針對不同導電防靜電塑料，提供專業(yè)的成型指導和加工建議，確保從選材到成型的順暢過渡。

售后跟蹤：我們將持續(xù)跟蹤您導電防靜電材料的實際使用效果，隨時為您解決可能出現(xiàn)的問題。