聚噻吩（Polythiophenes，簡稱PTP）導電性高分子材料是近幾年發展十分迅速的防靜電材料，它在包裝中的應用前景十分廣闊。

　　防止帶靜電是國際上對電子產品等類包裝材料提出的首要要求。可溶的導電聚噻吩（PTP）材料的發展，開辟了新的應用領域，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）對小型化趨勢越來越明顯的數據處理系統和通訊系統類電子產品，幾乎是一種普遍存在的危險。由文獻可知，德國因為靜電而引起的這一方面的損失高達100億馬克。

　　如果通過導電材料涂青敷或填充處理，把表面電阻降低到105—1011Ω范圍內，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）噻吩是迄今少數已知的特殊材料，它們以導電狀態溶于某些有機溶劑，因而在原則上可易于進行加工。到1989年，一些文獻只介紹了聚（烷氧基）噻吩基團中的聚（甲氧基）導電性差，并且僅有小的溶解度。

　　從1990年起，工程師開始系統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電性新材料。如聚（α三聯）噻吩，聚（乙炔）噻吩等等。

　　研究表明，在其壓制件上測量的本征電導率都在10+2～10－４S/cm范圍內。GPC分析表明，共軛導電性聚合物具有大約5～10個單體單元的較低平均分子量。當具有C1～C3烷氧基樹脂的齊聚物溶于乙腈和其它偶極對質子惰性溶劑時，則表明苯是用于C１２～C１５烷氧基樹脂的最適宜溶劑。　　

　　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

　　——穩定性

　　2.2表面電阻

　　通過原材料的電導率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是矩形檢測試樣的邊或者使用的檢測電極的寬度和距離，用cm表示（DIN53482）。在一個正方形表面上的電阻定義為正方形表面電阻R□。此時，a=b·R□值為R□=1/σ·d(2) 根據公式2計算可知，一種導電良好的聚（烷氧基）噻吩材料，在d=250mm和σ=1S/cm時，其正方形表面電阻為4×104Ω。這種粗略的評估表明，聚（烷氧基）噻吩的電導率在防靜電范圍內應用是足夠的。從狹義而言，防靜電范圍包括在106～1011Ω的正方形表面電阻內。

　　2.3涂層的加工性在研究聚（烷氧基）噻吩材料時，必須在可達到的最大電導率（1～2S/cm）和溶解度之間進行折中。電導率隨聚合物鏈的增長而提高，而溶解度隨分子量的增加而下降。

　　通過限制到具有比較低平均分子量的齊聚物，能夠在偶極對質子惰性溶劑（例如乙腈、硝基甲烷、二甲基甲酰胺）中獲得2-6%的溶解度。對此，在技術上也可使用如N-甲基吡咯烷酮這樣的溶劑。

　　不加入粘結劑，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普遍采用的絕大多數粘結劑和添加劑（分散劑、濕潤劑、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，并使這兩種性能達到最佳化。通過改變涂層中的粘結劑含量，能夠在較寬的限度內調整表面電阻。

　　在聚（烷氧基）噻吩含量只為5%（σ=1.0S/cm）時，獲得1010Ω以下的表面電阻。目前，粘結劑的含量一般為80-95%，主要采用聚丙烯酸酯和共聚多酯等粘結劑。如果使用的粘結劑本身是無色或透明的，則可制取高透明的淺淡藍色防靜電涂層。該涂層使基體薄膜最初的透明度只減少很少的百分點。

　　2.4涂敷方法整個表面的低壓力獲得高的涂層均無性。當溶劑的配方含4-8%固體份時，涂覆到薄膜上的涂料量按照使用的涂覆輥子類型（網線輥）為1～4g/m2。這種涂覆方法可以非常精確地沿整個薄膜寬度調整涂層厚度，可以非常穩定地保持透明度和表面電阻。這種工藝方法同時能獲得高的生產量。在一臺生產設備上，能夠獲得120～150m/分的速度。

　　3.性能與包裝應用

　　3.1防靜電特性

　　一般而言，在升高溫度和極端的氣候環境條件下也能保持抗靜電性（R<1011Ω/□），方對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%相對濕度條件下在環境試驗箱中連續時效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行的時效試驗表明，涂聚（乙氧基）噻吩涂層的薄膜在大約1.5年內保持防靜電作用。在室溫、50%相對濕度條件下連續進行1.5 年黑暗時效試驗之后，表面電阻增加不超過20%。另外聚噻吩相容性好，按照顧客的技術條件進行的研究表明，含聚（乙氧基）噻吩的涂層對金屬（銅、鎳、黃銅）沒有腐蝕作用。

　　3.2防靜電和電磁屏蔽包裝

　　由聚酯薄膜和聚乙烯薄膜構成的薄膜層壓復合材料一面或兩面涂覆由導電的聚（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復合材料的表面電阻為107～108Ω/□，透明度為80%以上。

　　目前，以導電聚噻吩為基礎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用可能性，如防雷達隱身包裝等。