在當今導電薄膜的市場中，無論是導電聚合物型、鍍層型，還是共混型，都或多或少的帶有一些缺點，不是性能不理想，就是成本太高。而一種新型三層共擠復合導電薄膜卻能夠很好地兼顧這兩方面。
在現代生活和工業生產中,由靜電放電產生的靜電電壓和靜電噪聲會產生極大的危害。例如，在粉塵極多的車間或場地,積累的靜電遇到合適的條件會發生放電，其瞬間釋放出的能量和產生的火花會造成爆炸、火災等災害;超細超薄的電子元件對靜電放電的敏感性極高，甚至低于20V的靜電壓,也能造成電子元件的損傷和破壞。通常，100V左右的靜電壓就可使PN類電子元件擊穿,200V以上的靜電壓就可使電腦板卡上的氧化膜熔斷;靜電噪聲(靜電放電產生的電磁波)能干擾甚至破壞各種電子通信設備、電子控制設備。據稱,全世界每年由于靜電放電和電磁干擾所造成的損失高達數百億美元。
基于靜電的巨大危害，而且很多時候是由于所用塑料不具備抗靜電性造成的，因此在這些場合使用抗靜電塑料顯得尤為必要。然而絕大多數塑料都是電絕緣體,要想使其具有靜電分散(ESD)和電磁屏蔽(EMI)性能，就必須對其進行改性。這種經改性的塑料被稱為抗靜電或導電塑料。采用擠出、吹塑、注射等成型方法, 它們可被制成各種型材、容器、薄膜、工業配件等。作為其中一個大類產品, 導電薄膜是使用常見塑料與導電物質的共混物或填充物通過吹塑，或者在已有薄膜的基礎上通過噴鍍金屬來制成的。它的體積電阻率一般在103~108Ω·cm 的范圍之內,可廣泛應用于微電子元件、集成電路芯片包裝及光纜屏蔽、導彈電磁屏蔽等領域.
導電聚合物薄膜
有些具有共軛雙鍵結構的結晶形高聚物，如聚乙炔、聚對苯撐、聚硫氰、聚噻吩、聚苯硫醚、聚苯胺等，由于它們都具有沿本身聚合物鍵導電的能力, 因此可把它們歸為導電聚合物。
鍍層型導電薄膜
在塑料薄膜表面鍍一層金屬,或者采用干式復合等方法,在塑料薄膜表面黏合一層鍍金屬膜或金屬箔,可以制成導電薄膜。塑料薄膜噴鍍金屬的方法,有真空蒸鍍、離子電鍍等。鍍金屬導電膜通常以聚酯(BOPET)、聚丙烯(BOPP)、聚碳酸脂和聚酰亞胺薄膜為基材,分別噴鍍純金屬、金屬合金、金屬氧化物等而形成多層復合導電薄膜。這種導電薄膜的優點是具有輕便柔軟、力學性能高、透光率高、性能穩定、不易破裂等特點,且其體積電阻率能夠維持在 104~1010Ω·cm之間，可滿足電子元件業中的多種應用。例如，用于透明觸摸式按鍵用的透明電極、液晶顯示板用的透明電極及電場發光顯示板用的透明電極的透明PET/ITO(透明導電半導體玻璃)薄膜，表面發熱薄膜(PET/Ni-Cr薄膜)，電子照相薄膜(PET/Pd薄膜)。它們的缺點是制造成本較高,還難以普遍推廣。
共混型導電薄膜
若在聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等通用塑料中，填充一定量的導電物質，如炭黑、鋁粉、石墨、不銹鋼纖維、碳纖維等，就能制成導電塑料，然后再用這種導電塑料制成導電塑料薄膜。由于這種導電薄膜價格相對低廉，因而目前使用最多。而其中又以聚乙烯/炭黑導電薄膜為最大用量的品種。該薄膜具有持久的導電性能，導電率為10-8~100S/cm，體積電阻率為103~108Ω·cm。
雖然聚乙烯/炭黑導電薄膜可采用普通塑料薄膜設備加工成型，且生產技術成熟，但是它仍存在許多不足之處，這包括：
● 由于導電塑料中大量填充導電炭黑(炭黑含量約20%~35%)，故只能用來制造外觀為深黑色的薄膜。
● 導電炭黑在塑料中較難均勻分散，多余的導電顆粒如發生脫落會損害電子元件;而且，塑料中的炭黑濃度即使發生較小的變化，也會使薄膜的導電性產生波動。
● 大量添加導電炭黑，可降低導電薄膜的力學性能。
● 在深黑色的薄膜表面上只能印刷白色圖紋(不能進行彩色印刷)，從而大大降低了包裝的美觀性。
● 在競爭日趨激烈的市場中，聚乙烯/炭黑導電薄膜的價格相對較高。
三層共擠復合導電薄膜
為了克服聚乙烯/炭黑導電薄膜的上述缺點，一種新型三層復合導電薄膜應運而生。這種復合導電薄膜是基材采用聚乙烯等普通塑料通過三層共擠吹膜設備來進行生產的。它的橫截面具有三層，即內層為導電層，中層為過渡層，外層為白色或彩色的抗靜電層。由于各層厚度和功能可以預先設定和調整，因此能夠充分滿足用戶的使用要求。
1、三層共擠復合導電薄膜的優勢
(1)能夠實現靜電分散、導電及電磁屏蔽功能的合理分配
薄膜的內層(導電層)是使用聚乙烯/炭黑導電塑料制成的。聚乙烯塑料在填充一定量的導電炭黑后, 炭黑的粒子之間通過相互接觸,就會形成炭黑導電鏈鍵狀網絡,或者當炭黑粒子之間的間隙變得很小時(如10nm),它們就可以形成電傳導通道。通常，處于接觸狀炭黑粒子越多,網絡越致密,或粒子間的間隙越小，材料的導電率就越高。不過，薄膜導電率的增加也是有限的，當炭黑網絡形成一定的密度之后,導電薄膜的導電率就會回歸于一個定值。一般來說，三層共擠復合導電薄膜的內層體積電阻率為103~108Ω·cm。
導電炭黑是天然的半導體,其體積電阻率在10-2~101Ω·cm之間。由于導電炭黑的性能、添加量、種類是影響薄膜導電層導電性能的主要因素,因此，調節導電炭黑的品種(選擇添加量少,導電性能好的品種和型號)和添加量,可使三層共擠復合導電薄膜的導電層表現出不同的導電性能。三層共擠復合導電薄膜的進一步發展,是導電碳纖維、納米碳纖維、瀝青碳纖維在導電層上的應用。例如,美國Hyperion公司推出了一種添加量只是碳纖維一半的多層石墨納米管微絲，其電性能可覆蓋整個電能譜范圍;Cevolution公司所用的瀝青碳纖維，不僅導電性比碳纖維高，而且其它性能也明顯高于碳纖維。不過，這些新型導電材料因價格過高，目前還不能得到大規模的應用。
三層共擠復合導電薄膜的外層(抗靜電層)因不與被包裝物接觸，故對其導電性的要求一般不是很高，只要具有一定的抗靜電效果即可(體積電阻率為 108~1010Ω·cm)。該層采用在聚乙烯等塑料中添加少量(0.1%~0.3%)非離子型表面活性劑(抗靜電劑)的方法來制得。抗靜電劑是一種既含有親油基團又含有親水基團的物質，親油基團保證了抗靜電劑與塑料的相容性，而親水基團則保證了抗靜電劑的抗靜電性。由于親水基團與塑料不相容，它會逐漸遷移至薄膜的表面，并吸收空氣中的水份，最終會在薄膜的表面形成一層極薄的導電水膜。復合導電薄膜正是靠著這層水膜才能把積聚在薄膜上的靜電迅速分開。
根據使用要求，三層共擠復合導電薄膜的導電層厚度可在薄膜總厚度的30%~50%之間進行調整，而過渡層及外層的調整厚度為總膜厚的50%~70%。
(2)較高的力學性能
聚乙烯/炭黑導電薄膜由于含有大量的導電炭黑粉末，其力學性能一般是較低的。如果想獲得更高的導電性能就得加入更多的炭黑，從而使薄膜的力學性能進一步降低。這樣就造成了薄膜導電性能與力學性能之間的嚴重對立。而在三層共擠復合導電薄膜中，由于引入了高強度的過渡層及抗靜電層，降低了導電層厚度，因此與聚乙烯/炭黑導電薄膜相比，三層共擠薄膜的力學性能得到了明顯提高(見表1)。
表1聚乙烯/炭黑導電薄膜與三層共擠復合導電薄膜力學性能的比較
(3)高性價比
在三層共擠復合導電薄膜中，由于導電層較薄，其所用材料價格僅為聚乙烯/炭黑導電薄膜價格的一半。因此，這種導電薄膜具有極具競爭力的性價比。
(4)外觀明顯改善
三層共擠復合導電薄膜為雙色薄膜，抗靜電層可保持聚乙烯本色。因此可在復合導電薄膜的表面進行多色圖文印刷，從而使作為包裝材料的復合導電薄膜外觀更美觀，且能傳遞更多的產品信息。
2、如何選擇材料
要使三層共擠復合導電薄膜保持較高的綜合性能，關鍵是導電塑料的制造(包括配方中所用材料的選擇)及聚乙烯品種型號的選擇。導電塑料一般選用聚乙烯彈性體、茂金屬聚乙烯、EVA或它們的混合物作為載體，而炭黑則選用結構性高、分散性好、比表面積大、表面活性含氧官能團數量少的特導炭黑。在制造聚乙烯/炭黑導電塑料時，炭黑的添加量為15%~35%，并應事先使用偶聯劑(用量一般為炭黑的1%~2%)進行表面處理;聚乙烯一般選用相對分子質量高、熔體流動速率(MFR)低、分子量分布范圍為中到窄的型號，并應使用LDPE與LLDPE的共混物。
結論
在眾多種類的導電薄膜中，采用三層共擠復合吹膜成型方法制造的三層復合導電薄膜以其優良的導電性能、較高的力學性能、高性價比以及高效、低成本的特性等優勢正受到越來越多人的關注，其應用量也日益增多。
