中文摘要：

煤矿环境中高分子聚合物材料的静电隐患一直是安全生产的难题，也是行业技术攻关的重点。本课题组前期调研发现，通过对PVC（聚氯乙烯）等高聚物进行纳米材料改性，可以提高新材料的抗静电性能。本项目的研究目标是1.通过纳米材料改性，将合成材料的表面电阻率在一般生产环境条件下，从10E14欧姆降低到10E6欧姆，经破坏性洗涤100次后电学性能无明显变化。保持材料原来的力学性能，以解决煤矿静电安全隐患问题；2.获得稳定的生产工艺，并将材料推广到煤矿生产应用中；3.采用先进的纳米探测技术，研究材料微观结构变化与其抗静电性能的关联，探讨材料的导电机理。 本课题的完成将会提高材料的抗静电性能，消除静电安全隐患，产生巨大的经济效益和社会效益。同时，对纳米改性高聚合物的抗静电机理的研究，也是一次具体实现从微观到宏观的跨尺度导电机理的有益探讨。

结论摘要：

带电体的静电积累得不到及时逸散就会越聚越多，达到击穿空气介质时通过急剧放电的电火花引发静电事故。研究发现带电体所带的静电荷的逸散速率与带电体的电阻及电容成反比；带电体在的煤矿环境中的电容值比在外部空间的要大20%；高分子聚合物材料通常具有很大的电阻值（高达10E14欧），加之煤矿环境中的瓦斯等可燃气体浓度高，使高分子聚合物材料静电成为主要的煤矿静电事故源。我们的研究思路是通过对PVC（聚氯乙烯）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、橡胶等高聚物材料进行添加改性，提高改性材料的抗静电性能，以消除煤矿环境中的静电事故隐患。项目的研究内容有1.抗静电剂改性，通过传统抗静电剂添加改性后复合材料的导电性明显改善，可以使材料的电阻从10E14欧姆降低到10E9欧姆，改性材料可以用于普通环境的抗静电要求，但达不到煤矿环境的抗静电指标要求； 2. 纳米材料改性，将合成材料的表面电阻率在一般生产环境条件下，从10E14欧姆降低到10E6欧姆，材料的表面电阻率降低7个数量级，阻燃自熄时间小于5秒，经破坏性洗涤100次后电学性能无明显变化。基本保持材料原来的力学性能，可以解决煤矿静电安全隐患问题； 3.采用先进的纳米检测技术分析各种条件下制作的样品结构，研究改性材料微观结构变化与其抗静电性能的关联，探讨了纳米颗粒改性复合高分子材料的导电机理，并对工艺过程中出现的PTC效应与NTC效应进行了研究。