Antistatický účinek povrchově aktivních látek

Ten/Ta/Todetergent Obsah povrchově aktivních látek je základní vlastností, která jim dává jejich nejpraktičtější využití. Jsou součástí každodenního života tisíců domácností. Navíc se stále více uplatňují v různých průmyslových odvětvích a ve všech druzích průmyslové výroby.

Antistatický účinek povrchově aktivních látek

Vlákna, plasty a další výrobky často v důsledku tření generují statickou elektřinu, což ovlivňuje aplikační výkonnost jejich výrobků. Například pokud vláknité tkaniny nesou statickou elektřinu, mají často nevýhody, jako je „přilnutí k tělu“ nebo „statická adheze“, a také náchylnost k absorpci prachu nebo znečištění. Dopad statické elektřiny na plastové výrobky je ještě větší. Výrobky nejen snadno přitahují prach, což ovlivňuje jejich průhlednost, čistotu povrchu a vzhled, ale také snižují použitelnost a hodnotu výrobků.

K odstranění tohoto jevu statické elektřiny se v současnosti nejčastěji používá antistatická metoda s povrchově aktivními látkami. Takové povrchově aktivní látky se nazývajíantistatický agenti.

1. Elektrostatické jevy a jejich příčiny

Ačkoli existují určité rozdíly ve výsledcích získaných různými výzkumníky ohledně pořadí elektrifikace vláken, vlákna s amidovými vazbami, jako je vlna, nylon a umělá vlna, mají tendenci být kladně nabitá.

Běžný stav elektrického náboje látek, od kladného po záporný, je následující: (+) Polyuretan – Vlasy – Nylon – Vlna – Hedvábí – Viskózové vlákno – Bavlna – Tvrdá guma – Acetátové vlákno – Vinylon – Polypropylen – Polyester – Polyakrylonitril – Polyvinylchlorid – Vinylchlorid – Akrylonitrilový kopolymer – Polyethylen – Polytetrafluorethylen (-). Ačkoli příčina vzniku statické elektřiny není dosud plně objasněna, obecně se předpokládá, že když se o sebe třou různé typy předmětů, mezi třenými předměty se vytvářejí pohyblivé náboje, čímž vzniká statická elektřina. Typ náboje, který předmět nese, lze určit ziskem nebo ztrátou elektronů. Pokud předmět elektrony ztratí, nabije se kladně; pokud elektrony získá, nabije se záporně.

1. Antistatický prostředek

Existují dva hlavní způsoby, jak se zbavit statické elektřiny:

Fyzikální metoda: Protože velikost statické elektřiny je ovlivněna teplotou a vlhkostí, lze k odstranění statické elektřiny na povrchu předmětů použít fyzikální metody, jako je úprava teploty a vlhkosti a korónový výboj.

Povrchová chemická metodaTo znamená použití povrchově aktivních látek, známých také jako antistatické látky, k provedení povrchové úpravy vláken a plastových výrobků nebo k jejich přimíchání do plastů za účelem odstranění statické elektřiny.

2.I. Antistatické prostředky pro vlákna

Podmínky, které by měly splňovat antistatické prostředky:

(1) Neměňte pocit na dotek z vlákna;

(2) Dobrý antistatický účinek, malé dávkování a stále účinný i při nízkých teplotách;

(3) Dobrá kompatibilita s pryskyřičnými vlákny;

(4) Dobrá kompatibilita s dalšími přísadami;

(5) Žádné pěnění a žádné vodní skvrny;

(6) Netoxický a nepoškozuje pokožku;

(7) Může udržovat dobrou stabilitu.

2.2. Druhy antistatických činidel

Hlavními typy antistatických činidel používaných pro vlákna jsou kationtové a amfoterní iontové povrchově aktivní látky.

2.3. Mechanismus účinku antistatických látek

Antistatický mechanismus povrchově aktivních látek používaných pro antistatiku vláken se projevuje hlavně ve dvou aspektech: zabránění vzniku statické elektřiny při tření povrchu vláknitých tkanin a rozptyl povrchových nábojů. Zabránění třecí elektrizaci úzce souvisí se strukturou povrchově aktivních látek, zatímco rozptyl povrchových nábojů souvisí s množstvím adsorpce a hygroskopičností povrchově aktivních látek na vláknitých tkaninách.

Kationtové povrchově aktivní látky se mohou snadno adsorbovat na povrch negativně nabitých vláken prostřednictvím vlastních kladných nábojů.

①Může neutralizovat povrchový náboj vlákna;

2Protože kationtové povrchově aktivní látky adsorbují na povrch vlákna kladně nabité kvartérní amoniové ionty a hydrofobní uhlovodíkové řetězce směřují ven, vytvářejí orientovaný adsorpční film složený z uhlovodíkových řetězců na povrchu vlákna, může tento adsorpční film účinně snížit třecí sílu generovanou na povrchu vlákna během tření, a tím oslabit jev třecí elektrifikace.

U syntetických vláken s nízkou polaritou a silnou hydrofobností se kationtové povrchově aktivní látky adsorbují na povrch vlákna prostřednictvím van der Waalsových sil se svými hydrofobními uhlovodíkovými řetězci, zatímco polární kvartérní amoniové skupiny směřují ven a pokrývají povrch vlákna hydrofilními polárními skupinami. To nejen zvyšuje vodivost povrchu vlákna, ale také zvyšuje jeho povrchovou vlhkost, což je prospěšné pro rozptyl statické elektřiny generované třením a hraje antistatickou roli.

Adsorpční množství dioktadecylamoniumchloridu na povrchu přírodních vláken je výrazně vyšší než na syntetických vláknech. To naznačuje, že má lepší antistatický účinek na přírodní vlákna.

Stejně jako kationtové povrchově aktivní látky nesou i amfoterní iontové povrchově aktivní látky kladný náboj a mohou se také adsorbovat na povrch negativně nabitých vláken, čímž neutralizují statický náboj. Jejich hydrofobní skupiny také snižují tření. Navíc ve srovnání s kationtovými povrchově aktivními látkami mají ve své molekulární struktuře další aniontovou skupinu, takže dokáží lépe zvyšovat vlhkost a rozptylovat náboj. Amfoterní iontové povrchově aktivní látky jsou proto antistatickými činidly s dobrým výkonem, ale jejich cena je relativně vysoká.

Aniontové a neiontové povrchově aktivní látky mají slabé antistatické účinky kvůli nízkému adsorpčnímu množství na povrchu vlákna. Adsorpční množství neiontových povrchově aktivních látek je vyšší než u aniontových, protože není ovlivněno povrchovým nábojem vlákna, ale jejich vliv na odvod statické elektřiny je slabý, takže jejich antistatická schopnost je mnohem horší než u kationtových a amfoterních iontových povrchově aktivních látek.

1. Antistatický prostředek pro plasty

Mechanismus účinku povrchově aktivních látek jako antistatických činidel pro plasty: Povrchově aktivní látky se adsorbují na plastový povrch prostřednictvím van der Waalsových sil se svými hydrofobními uhlovodíkovými řetězci, zatímco jejich polární skupiny se rozprostírají směrem ven a vytvářejí orientovaný adsorpční film povrchově aktivních látek na plastovém povrchu. Tento film zajišťuje vodivost, která umožňuje dobrý odvod statických nábojů. Zároveň může adsorpční film také snížit tření na plastovém povrchu.

Plastové antistatické prostředky se dělí podle typu povrchově aktivní látky na:

(1) Aniontový typ;

(2) Kationtový typ;

(3) Amfoterní iontový typ;

(4) Neiontový typ.

Antistatické látky lze rozdělit do dvou kategorií podle způsobu použití:

(1) Povrchově potažené antistatické látky;

(2) Antistatické látky směsného typu.