La propietat de rentat detensioactiusés la característica fonamental que dóna als tensioactius les seves majors aplicacions pràctiques. Està present en la vida quotidiana de milers de llars i s'aplica cada cop més en tots els àmbits de la vida i en diversos processos de producció industrial.
Efecte antiestàticde tensioactius
Les fibres, els plàstics i altres productes sovint generen electricitat estàtica a causa de la fricció, cosa que afecta el rendiment de la seva aplicació. Per exemple, els teixits de fibra amb càrregues estàtiques sovint pateixen inconvenients com ara adherir-se al cos, adherència estàtica i tendència a absorbir pols i embrutar-se. Els impactes negatius de l'electricitat estàtica en els productes de plàstic són encara més greus. Els productes de plàstic amb càrrega estàtica no només adsorbeixen fàcilment la pols, cosa que perjudica la transparència, la neteja de la superfície i l'aspecte dels productes, sinó que també redueixen el seu rendiment i valor de servei.
Per eliminar aquests fenòmens estàtics, el mètode antiestàtic dels tensioactius s'ha adoptat àmpliament actualment. Aquests tensioactius es coneixen com a agents antiestàtics.
Secció 1 Fenòmens estàtics i les seves causes
Tot i que hi ha algunes discrepàncies en els resultats de la seqüència d'electrificació de les fibres obtingudes per diferents provadors, les fibres que contenen enllaços amida com la llana, el niló i la llana artificial tendeixen a portar càrregues positives. L'estat d'electrificació dels plàstics comuns es mostra a la Taula 10.‑2. La seqüència d'electrificació de substàncies comunes de positiu a negatiu es mostra a continuació:
(+) Poliuretà–cabell–Niló–llana–Seda–fibra de viscosa–Cotó–Goma dura–fibra d'acetat de cel·lulosa–Viniló–Polipropilè–Polièster–Poliacrilonitril–Clorur de polivinil–copolímer de clorur de vinil-acrilonitril–Polietilè–Politetrafluoroetilè (-).
El mecanisme exacte de generació d'electricitat estàtica no es coneix completament, però hi ha un consens que l'electricitat estàtica sorgeix de les càrregues mòbils generades entre objectes quan diferents tipus d'objectes es freguen entre si. El tipus de càrrega que porta un objecte està determinat pel guany o pèrdua d'electrons. Un objecte es carrega positivament quan perd electrons i es carrega negativament quan guanya electrons.
Secció 2 Agents antiestàtics
Hi ha dos mètodes principals per eliminar l'electricitat estàtica:
(1) Mètodes físics. Com que la magnitud de l'electricitat estàtica es veu afectada per la temperatura i la humitat, es poden utilitzar mètodes físics com ara l'ajust de la temperatura i la humitat i la descàrrega de corona per eliminar l'electricitat estàtica a la superfície dels articles.
(2) Mètodes químics superficials, és a dir, utilitzant tensioactius (també anomenats agents antiestàtics) per dur a terme el tractament superficial de productes de fibra i plàstic o barrejar-los amb plàstics per aconseguir l'eliminació estàtica.
1. Agents antiestàtics per a fibres
Propietats requerides dels agents antiestàtics:
(1) No altera el tacte de les fibres; (2) Bon rendiment antiestàtic amb baixa dosi i eficàcia a baixes temperatures; (3) Bona compatibilitat amb les fibres de resina; (4) Excel·lent compatibilitat amb altres auxiliars; (5) No forma escuma ni taques d'aigua; (6) No tòxic ni irritant per a la pell; (7) Manté una bona estabilitat.
Tipus d'agents antiestàtics
Els principals tipus d'agents antiestàtics utilitzats per a les fibres són els tensioactius catiònics i amfòters.
Mecanisme d'acció dels agents antiestàtics
El mecanisme antiestàtic dels tensioactius utilitzats amb finalitats antiestàtiques de fibres es reflecteix principalment en dos aspectes: la prevenció de la generació d'electricitat estàtica quan els teixits de fibra estan sotmesos a fricció i la facilitació de la dissipació de les càrregues superficials. La prevenció de l'electrificació per fricció està estretament relacionada amb l'estructura dels tensioactius, mentre que la dissipació de les càrregues superficials està associada amb la capacitat d'adsorció i la higroscopicitat dels tensioactius sobre els teixits de fibra.
Els tensioactius catiònics poden adsorbir-se fàcilment a les superfícies de les fibres carregades negativament a través de les seves pròpies càrregues positives.
1.Poden neutralitzar les càrregues superficials de les fibres;
2.Els tensioactius catiònics s'adsorbeixen a les superfícies de la fibra en una orientació on els ions d'amoni quaternari carregats positivament s'uneixen a la superfície de la fibra i les cadenes d'hidrocarburs hidrofòbiques apunten cap a l'exterior, formant una pel·lícula d'adsorció orientada composta per cadenes d'hidrocarburs a la superfície de la fibra. Aquesta pel·lícula d'adsorció pot reduir eficaçment la fricció a la superfície de la fibra durant la fricció i debilitar l'electrificació per fricció.
Per a fibres sintètiques amb baixa polaritat i forta hidrofobicitat, els tensioactius catiònics s'adsorbeixen a les superfícies de les fibres a través de forces de van der Waals mitjançant les seves cadenes d'hidrocarburs hidrofòbiques, mentre que els grups polars d'amoni quaternari miren cap a l'exterior. La superfície de la fibra està així coberta de grups polars hidròfils, cosa que no només millora la conductivitat de la superfície de la fibra, sinó que també augmenta la humitat superficial, facilitant la dissipació de l'electricitat estàtica generada per la fricció i proporcionant efectes antiestàtics.
La capacitat d'adsorció del clorur de dioctadecil amoni en superfícies de fibres naturals és significativament més alta que en fibres sintètiques, cosa que indica que aconsegueix un millor rendiment antiestàtic en fibres naturals.
Igual que els tensioactius catiònics, els tensioactius amfòters porten càrregues positives i es poden adsorbir a les superfícies de les fibres carregades negativament per neutralitzar les càrregues estàtiques. Els seus grups hidrofòbics també redueixen la fricció. En comparació amb els tensioactius catiònics, els tensioactius amfòters tenen un grup aniònic addicional a la seva estructura molecular, que permet una millor retenció d'humitat i dissipació de càrrega. Per tant, els tensioactius amfòters són agents antiestàtics d'alt rendiment, tot i que a un preu relativament alt.
Els tensioactius aniònics i no iònics mostren un rendiment antiestàtic deficient a causa de la seva baixa capacitat d'adsorció a les superfícies de les fibres. La quantitat d'adsorció dels tensioactius no iònics no es veu afectada per la càrrega superficial de les fibres i és superior a la dels tensioactius aniònics, tot i que tenen efectes febles sobre la dissipació estàtica. Per tant, la seva capacitat antiestàtica és molt inferior a la dels tensioactius catiònics i amfòters.
2. Agents antiestàtics per a plàstics
El mecanisme antiestàtic dels tensioactius utilitzats com a agents antiestàtics per a plàstics és el següent: els tensioactius s'adsorbeixen a les superfícies de plàstic mitjançant les seves cadenes d'hidrocarburs hidrofòbiques a través de forces de van der Waals, amb grups polars que s'estenen cap a l'exterior. Es forma una pel·lícula d'adsorció orientada de tensioactius a la superfície del plàstic per proporcionar conductivitat, permetent que les càrregues estàtiques es dissipin de manera eficient. Mentrestant, la pel·lícula d'adsorció també pot mitigar la fricció a les superfícies de plàstic.
Classificació dels agents antiestàtics plàstics per tipus de tensioactiu:
(1)Tipus aniònic;
(2) Tipus catiònic;
(3) Tipus amfòter;
(4) Tipus no iònic.
Els agents antiestàtics es poden dividir en dues categories segons el mètode d'aplicació:
(1) Agents antiestàtics per a recobriments superficials;
(2) Agents antiestàtics compostos.
Data de publicació: 10 d'octubre de 2026