Svojstvo pranjasurfaktantije fundamentalna karakteristika koja surfaktantima daje njihovu najveću praktičnu primjenu. Uključen je u svakodnevni život hiljada domaćinstava i sve se više primjenjuje u svim sferama života i raznim industrijskim proizvodnim procesima.
Antistatički efekatsurfaktanata
Vlakna, plastika i drugi proizvodi često stvaraju statički elektricitet zbog trenja, što narušava njihove performanse. Na primjer, vlaknaste tkanine sa statičkim nabojem često pate od nedostataka kao što su prianjanje uz tijelo, statičko prianjanje i sklonost upijanju prašine i prljanju. Negativni utjecaji statičkog elektriciteta na plastične proizvode su još ozbiljniji. Statički nabijeni plastični proizvodi ne samo da lako upijaju prašinu, što oštećuje prozirnost, čistoću površine i izgled proizvoda, već i smanjuje njihove performanse i vrijednost.
Da bi se eliminisali takvi statički fenomeni, trenutno se široko koristi antistatička metoda sa surfaktantima. Takvi surfaktanti su poznati kao antistatička sredstva.
Odjeljak 1 Statičke pojave i njihovi uzroci
Iako postoje određena odstupanja u rezultatima sekvence elektrifikacije vlakana dobijenih od strane različitih ispitivača, vlakna koja sadrže amidne veze poput vune, najlona i umjetne vune imaju tendenciju da nose pozitivna naboja. Status elektrifikacije uobičajenih plastika prikazan je u Tabeli 10.‑2. Redoslijed elektrifikacije uobičajenih supstanci od pozitivnog do negativnog naveden je u nastavku:
(+) Poliuretan–Kosa–Najlon–Vuna–Svila–Viskozna vlakna–Pamuk–Tvrda guma–Celulozna acetatna vlakna–Vinilon–Polipropilen–Poliester–Poliakrilonitril–Polivinil hlorid–Kopolimer vinil hlorida i akrilonitrila–Polietilen–Politetrafluoroetilen (-).
Tačan mehanizam stvaranja statičkog elektriciteta nije u potpunosti shvaćen, ali postoji konsenzus da statički elektricitet nastaje zbog mobilnih naboja koji se stvaraju između objekata kada se različite vrste objekata trljaju jedan o drugi. Vrsta naboja koju objekt nosi određena je primanjem ili gubitkom elektrona. Objekt postaje pozitivno nabijen kada gubi elektrone, a negativno nabijen kada prima elektrone.
Odjeljak 2 Antistatička sredstva
Postoje dvije glavne metode za uklanjanje statičkog elektriciteta:
(1) Fizičke metode. Budući da na veličinu statičkog elektriciteta utiču temperatura i vlažnost, fizički pristupi poput podešavanja temperature i vlažnosti i koronskog pražnjenja mogu se koristiti za uklanjanje statičkog elektriciteta na površini predmeta.
(2) Površinske hemijske metode, odnosno korištenje surfaktanata (također nazvanih antistatički agensi) za površinsku obradu proizvoda od vlakana i plastike ili njihovo miješanje s plastikom radi postizanja cilja eliminacije statičkog elektriciteta.
1. Antistatička sredstva za vlakna
Potrebna svojstva antistatičkih sredstava:
(1) Ne mijenja osjećaj vlakana na dodir; (2) Dobre antistatičke performanse s niskim doziranjem i efikasnošću na niskim temperaturama; (3) Dobra kompatibilnost sa smolastim vlaknima; (4) Odlična kompatibilnost s drugim pomoćnim sredstvima; (5) Ne pjeni se i ne stvaraju mrlje od vode; (6) Netoksično i ne iritira kožu; (7) Održava dobru stabilnost.
Vrste antistatičkih sredstava
Glavne vrste antistatičkih sredstava koja se koriste za vlakna su kationski i amfoterni surfaktanti.
Mehanizam djelovanja antistatičkih sredstava
Antistatički mehanizam surfaktanata koji se koriste u antistatičke svrhe za vlakna uglavnom se ogleda u dva aspekta: sprečavanju stvaranja statičkog elektriciteta kada su vlaknaste tkanine izložene trenju i olakšavanju rasipanja površinskih naboja. Sprečavanje elektrifikacije trenjem usko je povezano sa strukturom surfaktanata, dok je rasipanje površinskih naboja povezano s adsorpcijskim kapacitetom i higroskopnošću surfaktanata na vlaknastim tkaninama.
Katjonski surfaktanti se lako adsorbiraju na negativno nabijene površine vlakana putem vlastitih pozitivnih naboja.
1Mogu neutralizirati površinske naboje vlakana;
2Katjonski surfaktanti se adsorbiraju na površinama vlakana u orijentaciji gdje se pozitivno nabijeni kvaternarni amonijevi ioni vežu za površinu vlakana, a hidrofobni ugljikovodični lanci usmjereni su prema van, formirajući orijentirani adsorpcijski film sastavljen od ugljikovodičnih lanaca na površini vlakana. Ovaj adsorpcijski film može efikasno smanjiti trenje na površini vlakana tokom trenja i oslabiti elektrifikaciju trenjem.
Kod sintetičkih vlakana sa niskom polarnošću i jakom hidrofobnošću, kationski surfaktanti se adsorbiraju na površinama vlakana putem van der Waalsovih sila putem svojih hidrofobnih ugljikovodičnih lanaca, dok su polarne kvaterne amonijeve grupe okrenute prema van. Površina vlakana je stoga prekrivena hidrofilnim polarnim grupama, što ne samo da poboljšava provodljivost površine vlakna, već i povećava njenu površinsku vlažnost, olakšavajući disipaciju statičkog elektriciteta generiranog trenjem i pružajući antistatičke efekte.
Adsorpcijski kapacitet dioktadecil amonijum hlorida na površinama prirodnih vlakana je znatno veći nego na sintetičkim vlaknima, što ukazuje na to da postiže bolje antistatičke performanse na prirodnim vlaknima.
Poput kationskih surfaktanata, amfoterni surfaktanti nose pozitivna naelektrisanja i mogu se adsorbovati na negativno naelektrisane površine vlakana kako bi neutralizirali statičko naelektrisanje. Njihove hidrofobne grupe također smanjuju trenje. U poređenju sa kationskim surfaktantima, amfoterni surfaktanti imaju dodatnu anionsku grupu u svojoj molekularnoj strukturi, što omogućava bolje zadržavanje vlage i odvođenje naelektrisanja. Stoga su amfoterni surfaktanti visokoefikasni antistatička sredstva, iako po relativno visokoj cijeni.
Anionski i neionski surfaktanti pokazuju slabe antistatičke performanse zbog niskog adsorpcijskog kapaciteta na površinama vlakana. Adsorpcijska količina neionskih surfaktanata nije pod utjecajem površinskog naboja vlakana i veća je od one kod anionskih surfaktanata, ali imaju slab učinak na disipaciju statičkog elektriciteta. Stoga je njihov antistatički kapacitet daleko lošiji od kapaciteta kationskih i amfoternih surfaktanata.
2. Antistatička sredstva za plastiku
Antistatički mehanizam surfaktanata koji se koriste kao antistatička sredstva za plastiku je sljedeći: surfaktanti se adsorbiraju na plastičnim površinama svojim hidrofobnim ugljikovodičnim lancima putem van der Waalsovih sila, s polarnim grupama koje se protežu prema van. Orijentirani adsorpcijski film surfaktanata formira se na plastičnoj površini kako bi se osigurala provodljivost, omogućavajući efikasno raspršivanje statičkog naboja. U međuvremenu, adsorpcijski film može ublažiti i trenje na plastičnim površinama.
Klasifikacija plastičnih antistatičkih sredstava prema vrsti surfaktanta:
(1)Anionski tip;
(2) Katjonski tip;
(3) Amfoterni tip;
(4) Nejonski tip.
Antistatička sredstva se mogu podijeliti u dvije kategorije prema načinu primjene:
(1) Antistatička sredstva za površinske premaze;
(2) Mješavina antistatičkih sredstava.
Vrijeme objave: 10. okt. 2026.