Antistatički učinak surfaktanata

Thedeterdžentno sredstvo Prisutnost surfaktanata je fundamentalno svojstvo koje im daje najpraktičniju upotrebu. Uključena je u svakodnevni život hiljada domaćinstava. Štaviše, sve se više primjenjuje u raznim industrijama i svim vrstama industrijske proizvodnje.

Antistatički učinak surfaktanata

Vlakna, plastika i drugi proizvodi često stvaraju statički elektricitet zbog trenja, što utiče na performanse primjene njihovih proizvoda. Na primjer, ako vlaknaste tkanine nose statički elektricitet, često imaju nedostatke poput "lijepljenja za tijelo" ili "statičkog prianjanja", kao i sklonosti upijanju prašine ili prljanju. Utjecaj statičkog elektriciteta na plastične proizvode je još veći. Proizvodi ne samo da lako privlače prašinu, što utiče na njihovu prozirnost, čistoću površine i izgled, već i smanjuju upotrebljivost i vrijednost proizvoda.

Da bi se eliminisao ovaj fenomen statičkog elektriciteta, trenutno se uglavnom koristi antistatička metoda sa surfaktantima. Takvi surfaktanti se nazivajuantistatik agenti.

1. Elektrostatičke pojave i njihovi uzroci

Iako postoje neke razlike u rezultatima koje su dobili različiti istraživači u vezi s redoslijedom elektrifikacije vlakana, vlakna s amidnim vezama poput vune, najlona i umjetne vune imaju tendenciju da budu pozitivno nabijena.

Uobičajeni status električnog naboja supstanci, od pozitivnog do negativnog, je sljedeći: (+) Poliuretan – Kosa – Najlon – Vuna – Svila – Viskozna vlakna – Pamuk – Tvrda guma – Acetatna vlakna – Vinil – Polipropilen – Poliester – Poliakrilonitril – Polivinil hlorid – Vinil hlorid – Akrilonitril kopolimer – Polietilen – Politetrafluoroetilen (-). Iako uzrok stvaranja statičkog elektriciteta još nije u potpunosti shvaćen, općenito se vjeruje da kada se različite vrste objekata trljaju jedan o drugi, između trljanih objekata nastaju pokretni naboji, što proizvodi statički elektricitet. Vrsta naboja koju objekt nosi može se odrediti dobitkom ili gubitkom elektrona. Ako objekt gubi elektrone, postaje pozitivno nabijen; ako dobije elektrone, postaje negativno nabijen.

1. Antistatičko sredstvo

Postoje dvije glavne metode za uklanjanje statičkog elektriciteta:

Fizička metoda: Budući da na veličinu statičkog elektriciteta utječu temperatura i vlažnost, fizičke metode poput podešavanja temperature i vlažnosti te koronskog pražnjenja mogu se koristiti za uklanjanje statičkog elektriciteta na površini objekata.

Površinska hemijska metodaTo jest, korištenje surfaktanata, poznatih i kao antistatička sredstva, za površinsku obradu vlakana i plastičnih proizvoda ili njihovo miješanje s plastikom radi postizanja cilja uklanjanja statičkog elektriciteta.

2.I. Antistatička sredstva za vlakna

Uslovi koje antistatička sredstva trebaju ispunjavati:

(1) Ne mijenjajte osjećaj vlakna na dodir;

(2) Dobar antistatički učinak, mala doza i još uvijek učinkovit na niskim temperaturama;

(3) Dobra kompatibilnost sa smolastim vlaknima;

(4) Dobra kompatibilnost s drugim aditivima;

(5) Nema pojave pjenjenja i nema mrlja od vode;

(6) Netoksično i ne oštećuje kožu;

(7) Može održavati dobru stabilnost.

2.2. Vrste antistatičkih sredstava

Glavne vrste antistatičkih sredstava koja se koriste za vlakna su kationski i amfoterni jonski surfaktanti.

2.3. Mehanizam djelovanja antistatičkih sredstava

Antistatički mehanizam surfaktanata koji se koriste za antistatiku vlakana uglavnom se manifestuje u dva aspekta: sprečavanje stvaranja statičkog elektriciteta kada se površina vlaknastih tkanina trlja i rasipanje površinskog naboja. Sprečavanje elektrifikacije trenjem usko je povezano sa strukturom surfaktanata; dok je rasipanje površinskog naboja povezano sa količinom adsorpcije i higroskopnošću surfaktanata na vlaknastim tkaninama.

Katjonski surfaktanti mogu se lako adsorbirati na površinu negativno nabijenih vlakana putem vlastitih pozitivnih naboja.

1Može neutralizirati površinski naboj vlakna;

2Budući da se kationski surfaktanti adsorbiraju na površinu vlakana s pozitivno nabijenim kvaternarnim amonijevim ionima, a hidrofobni ugljikovodični lanci okrenuti su prema van, formirajući orijentirani adsorpcijski film sastavljen od ugljikovodičnih lanaca na površini vlakana, ovaj adsorpcijski film može učinkovito smanjiti silu trenja koja se stvara na površini vlakana tokom trenja, čime se slabi fenomen elektrifikacije trenjem.

Kod sintetičkih vlakana sa niskom polarnošću i jakom hidrofobnošću, kationski surfaktanti se adsorbiraju na površinu vlakna putem van der Waalsovih sila sa svojim hidrofobnim ugljikovodičnim lancima, dok su polarne kvaternarne amonijeve grupe okrenute prema van, prekrivajući površinu vlakna hidrofilnim polarnim grupama. Ovo ne samo da povećava provodljivost površine vlakna, već i povećava njenu površinsku vlažnost, što je korisno za disipaciju statičkog elektriciteta generiranog trenjem i igra antistatičku ulogu.

Adsorpciona količina dioktadecil amonijum hlorida na površini prirodnih vlakana je znatno veća nego na sintetičkim vlaknima. To ukazuje na to da ima bolji antistatički učinak na prirodna vlakna.

Poput kationskih surfaktanata, amfoterni jonski surfaktanti nose pozitivna naelektrisanja i mogu se adsorbovati na površinu negativno naelektrisanih vlakana kako bi neutralizirali statičko naelektrisanje. Njihove hidrofobne grupe također imaju učinak smanjenja trenja. Štaviše, u poređenju sa kationskim surfaktantima, imaju dodatnu anionsku grupu u svojoj molekularnoj strukturi, tako da mogu bolje povećati vlažnost i disipaciju naelektrisanja. Stoga su amfoterni jonski surfaktanti antistatička sredstva s dobrim performansama, ali im je cijena relativno visoka.

Anionski i neionski surfaktanti imaju slabe antistatičke efekte zbog niske adsorpcijske količine na površini vlakana. Adsorpcijska količina neionskih surfaktanata je veća od one anionskih jer na nju ne utiče površinski naboj vlakana, ali je njihov učinak na disipaciju statičkog elektriciteta slab, pa je njihova antistatička sposobnost daleko lošija od one kod kationskih i amfoternih jonskih surfaktanata.

1. Antistatičko sredstvo za plastiku

Mehanizam djelovanja surfaktanata kao antistatičkih sredstava za plastiku: Surfaktanti se adsorbiraju na plastičnu površinu putem van der Waalsovih sila sa svojim hidrofobnim ugljikovodičnim lancima, dok se njihove polarne grupe protežu prema van, formirajući orijentirani adsorpcijski film surfaktanata na plastičnoj površini. Ovaj film osigurava provodljivost, omogućavajući dobro odvođenje statičkog naboja. Istovremeno, adsorpcijski film može smanjiti i trenje na plastičnoj površini.

Plastični antistatici se klasifikuju prema vrsti surfaktanta na:

(1) Anionski tip;

(2) Katjonski tip;

(3) Amfoterni jonski tip;

(4) Nejonski tip.

Antistatička sredstva se mogu podijeliti u dvije kategorije prema načinu upotrebe:

(1) Površinski obložena antistatička sredstva;

(2) Antistatička sredstva miješanog tipa.