【失效分析案例】A厂商托盘抗静电失效原因解析：成分对比与解决方案

【失效分析】托盘抗静电性能失效分析

09月,28,2025 | 浏览次数：18

一、测试背景

客户反馈，A厂商托盘使用几个月后，其抗静电性能明显下降，在使用时，表面容易累积静电荷，对产品存在潜在的危害。而B厂商的托盘不会出现这种现象。要求实验室分析两家厂商托盘的成分差异，并分析判断A厂商托盘抗静电性能失效的原因。

图1-样品托盘正反面图片

图1

二、抗静电的原理

●抗静电的原理：通过各种方法来防止静电的产生和积累，从而减少静电带来的危害。

●减少静电累积的方法：

（1）增加空气湿度，使物体表面吸附一层薄薄的水膜，水分子中的氢原子与物体表面的电荷相互作用，使静电荷释放到空气中，从而减少静电的积累。

（2）静电接地，将带电体与大地进行导体连接，使静电荷及时释放到大地中，从而防止静电的积累。

（3）使用抗静电剂，通过内部添加或者表面喷涂抗静电剂，在材料表面形成导电层，使静电荷能够迅速释放，从而减少静电的积累。

三、分析仪器

表1

序号	仪器名称
1	热裂解-气相色谱质谱联用仪（Py-GCMS）
2	气相色谱质谱联用仪（GC-MS）
3	电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）
4	液相色谱-三重四极串联质谱联用仪（LC-MS）

四、分析图谱

4.1 A厂商托盘的分析图谱(图2~图4)

A厂商托盘的分析图谱（图2-萃取GC-MS）

图2

图3

图4

4.2 B厂商托盘的分析图谱(图5~图7)

B厂商托盘的分析图谱（图5-萃取GC-MS）

图5

B厂商托盘的分析图谱（图6-Py-GCMS）

图6

图7

五、分析结果
5.1 A厂商与B厂商托盘主体成分均为聚碳酸酯+玻纤，其添加剂成分对比分析结果见下表：(表2)：

表2

序号	成分名称	CAS#	B-tray盘（良品）	A-tray盘（不良品）	备注
1	4-叔丁基苯酚	98-54-4	检出	检出	聚碳酸酯封端基
2	2,6-二叔丁基对甲酚	128-37-0	检出	检出	抗氧剂 264
3	2-（2'-烃基-5’-特辛基苯基）苯并三唑	3147-75-9	检出	未检出	紫外吸收剂 UV-329
4	三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯	31570-04-4	检出	检出	抗氧剂 168
5	3-（3,5-二叔丁基-4-烃基苯基）丙酸正十八烷醇酯	2082-79-3	检出	检出	抗氧剂 1076
6*	长链烷烃（疑似矿物油）	/	未检出	检出	/
7*	聚二甲基硅氧烷	/	未检出	检出	/
8*	季铵盐表活	/	未检出	检出，但含量极低	抗静电剂

图片*备注：带“*”号成分信息是根据部分元素谱图或裂解碎片信息推导得来。

5.2 A厂商元素成分分析结果见下表(表3)：

表3

元素	Fe	P	B	Zn	Cu	S	Ba	Zr	Si
含量/mg/kg	197.1	65.1	3.4	10.3	25.1	20.8	11.7	33.3	91937.1
元素	Ni	Ca	Mn	Cr	Mg	K	Na	Al	Ti
含量/mg/kg	4.6	16867.4	4.1	5.1	546.2	379.7	539.1	4107.3	3579.6

5.3 B厂商元素成分分析结果见下表(表4)：

表4

元素	Si	Mn	P	S	Ni	Cu	Sn	Ag	B	Ti
含量/mg/kg	102246.2	29.5	436.8	423.6	28.6	27.2	8637.1	605.1	5485.6	6901.0
元素	Ba	Ca	Mg	Zn	Zr	K	Na	Co	Al	Fe
含量/mg/kg	30.0	6744.3	206.3	15.6	10.7	281.2	840.2	7.4	2635.4	70.6

六、分析讨论

1.B厂商托盘中添加了氧化锡和银粉，氧化锡和银粉具有导电性，赋予了其良好的抗静电性能。

2.A厂商托盘虽检出了季铵盐抗静电剂，但因其含量过低，抗静电的效果维持时间较短。

3.A厂商托盘中检出的聚二甲基硅氧烷和长链烷烃均具有一定疏水性，可能会降低塑料表面的含水率，如塑料表面有静电产生，越干燥的塑料表面越不利于表面静电的导出。

七、分析结论

A厂商托盘因表面喷涂的抗静电剂在使用时逐渐流失，当抗静电剂含量下降到一定程度时，其抗静电性能消失，托盘与物料摩擦产生的静电荷不容易释放出去，造成了静电荷的积累。

八、改善建议

建议A厂商改善托盘抗静电剂配方。

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