Prací vlastnostpovrchově aktivní látkyje základní charakteristikou, která dává povrchově aktivním látkám jejich největší praktické uplatnění. Jsou součástí každodenního života tisíců domácností a stále častěji se uplatňují ve všech oblastech života a v různých průmyslových výrobních procesech.
Antistatický účinekpovrchově aktivních látek
Vlákna, plasty a další výrobky často v důsledku tření generují statickou elektřinu, což zhoršuje jejich aplikační vlastnosti. Například vláknité tkaniny se statickým nábojem často trpí nevýhodami, jako je přilnutí k tělu, statická adheze a tendence absorbovat prach a znečišťovat se. Nepříznivé dopady statické elektřiny na plastové výrobky jsou ještě závažnější. Staticky nabité plastové výrobky nejen snadno absorbují prach, což poškozuje průhlednost, čistotu povrchu a vzhled výrobků, ale také snižuje jejich provozní vlastnosti a hodnotu.
Pro eliminaci těchto statických jevů se v současnosti široce používá antistatická metoda s povrchově aktivními látkami. Takové povrchově aktivní látky jsou známé jako antistatické látky.
Oddíl 1 Statické jevy a jejich příčiny
Přestože existují určité rozdíly ve výsledcích sekvence elektrifikace vláken získaných různými testery, vlákna obsahující amidové vazby, jako je vlna, nylon a umělá vlna, mají tendenci nést kladné náboje. Stav elektrifikace běžných plastů je uveden v tabulce 10.‑2. Níže je uvedena sekvence elektrifikace běžných látek od kladného k zápornému náboji:
(+) Polyuretan–Vlasy–Nylon–Vlna–Hedvábí–Viskózové vlákno–Bavlna–Tvrdá guma–Vlákno z acetátu celulózy–Vinylon–Polypropylen–Polyester–Polyakrylonitril–Polyvinylchlorid–Kopolymer vinylchloridu a akrylonitrilu–Polyethylen–Polytetrafluorethylen (-).
Přesný mechanismus vzniku statické elektřiny není zcela objasněn, přesto panuje shoda v tom, že statická elektřina vzniká z mobilních nábojů generovaných mezi objekty, když se o sebe různé typy objektů třou. Typ náboje, který objekt nese, je určen ziskem nebo ztrátou elektronů. Objekt se nabije kladně, když elektrony ztratí, a záporně, když elektrony získá.
Oddíl 2 Antistatické látky
Existují dva hlavní způsoby, jak se zbavit statické elektřiny:
(1) Fyzikální metody. Vzhledem k tomu, že velikost statické elektřiny je ovlivněna teplotou a vlhkostí, lze k odstranění statické elektřiny z povrchu předmětů použít fyzikální přístupy, jako je úprava teploty a vlhkosti a korónový výboj.
(2) Povrchové chemické metody, konkrétně použití povrchově aktivních látek (nazývaných také antistatické látky) k provádění povrchové úpravy vláknitých a plastových výrobků nebo jejich přimíchávání do plastů za účelem dosažení cíle eliminace statické elektřiny.
1. Antistatické činidla pro vlákna
Požadované vlastnosti antistatických prostředků:
(1) Nemění pocit na dotek z vláken; (2) Dobrý antistatický výkon s nízkým dávkováním a účinností při nízkých teplotách; (3) Dobrá kompatibilita s pryskyřičnými vlákny; (4) Vynikající kompatibilita s dalšími pomocnými látkami; (5) Nepění a netvoří skvrny od vody; (6) Netoxický a nedráždí pokožku; (7) Zachovává dobrou stabilitu.
Druhy antistatických činidel
Hlavními typy antistatických činidel používaných pro vlákna jsou kationtové a amfoterní povrchově aktivní látky.
Mechanismus účinku antistatických látek
Antistatický mechanismus povrchově aktivních látek používaných pro antistatické účely vláken se odráží hlavně ve dvou aspektech: v prevenci generování statické elektřiny při tření vláknitých tkanin a v usnadnění odvodu povrchových nábojů. Prevence třecí elektrizace úzce souvisí se strukturou povrchově aktivních látek, zatímco odvod povrchových nábojů je spojen s adsorpční kapacitou a hygroskopičností povrchově aktivních látek na vláknitých tkaninách.
Kationtové povrchově aktivní látky se mohou snadno adsorbovat na negativně nabitý povrch vláken prostřednictvím svých vlastních kladných nábojů.
①Mohou neutralizovat povrchové náboje vláken;
2Kationtové povrchově aktivní látky se adsorbují na povrch vláken v orientaci, kde se kladně nabité kvartérní amoniové ionty vážou na povrch vlákna a hydrofobní uhlovodíkové řetězce směřují ven, čímž vytvářejí orientovaný adsorpční film složený z uhlovodíkových řetězců na povrchu vlákna. Tento adsorpční film může účinně snižovat tření na povrchu vlákna během tření a oslabovat třecí elektrifikaci.
U syntetických vláken s nízkou polaritou a silnou hydrofobností se kationtové povrchově aktivní látky adsorbují na povrch vláken prostřednictvím van der Waalsových sil prostřednictvím svých hydrofobních uhlovodíkových řetězců, zatímco polární kvartérní amoniové skupiny směřují ven. Povrch vlákna je tak pokryt hydrofilními polárními skupinami, což nejen zlepšuje vodivost povrchu vlákna, ale také zvyšuje jeho povrchovou vlhkost, což usnadňuje odvod statické elektřiny generované třením a poskytuje antistatické účinky.
Adsorpční kapacita dioktadecylamoniumchloridu na povrchu přírodních vláken je výrazně vyšší než na syntetických vláknech, což naznačuje, že dosahuje lepších antistatických vlastností na přírodních vláknech.
Stejně jako kationtové povrchově aktivní látky nesou i amfoterní povrchově aktivní látky kladný náboj a mohou se adsorbovat na záporně nabitý povrch vláken, čímž neutralizují statický náboj. Jejich hydrofobní skupiny také snižují tření. Ve srovnání s kationtovými povrchově aktivními látkami mají amfoterní povrchově aktivní látky ve své molekulární struktuře další aniontovou skupinu, která umožňuje lepší zadržování vlhkosti a rozptyl náboje. Amfoterní povrchově aktivní látky jsou proto vysoce účinnými antistatickými činidly, i když za relativně vysokou cenu.
Aniontové a neiontové povrchově aktivní látky vykazují špatný antistatický výkon kvůli své nízké adsorpční kapacitě na povrchu vláken. Adsorpční množství neiontových povrchově aktivních látek není ovlivněno povrchovým nábojem vláken a je vyšší než u aniontových povrchově aktivních látek, přesto mají slabý vliv na odvod statické elektřiny. Jejich antistatická kapacita je proto mnohem nižší než u kationtových a amfoterních povrchově aktivních látek.
2. Antistatické prostředky pro plasty
Antistatický mechanismus povrchově aktivních látek používaných jako antistatické činidla pro plasty je následující: povrchově aktivní látky se adsorbují na plastové povrchy svými hydrofobními uhlovodíkovými řetězci prostřednictvím van der Waalsových sil, přičemž polární skupiny sahají směrem ven. Na plastovém povrchu se vytváří orientovaný adsorpční film povrchově aktivních látek, který zajišťuje vodivost a umožňuje efektivní odvádění statických nábojů. Adsorpční film může zároveň také zmírňovat tření na plastových površích.
Klasifikace plastových antistatických činidel podle typu povrchově aktivních látek:
(1)Aniontový typ;
(2) Kationtový typ;
(3) Amfoterní typ;
(4) Neiontový typ.
Antistatické prostředky lze podle způsobu aplikace rozdělit do dvou kategorií:
(1) Antistatické činidla pro povrchové úpravy;
(2) Směs antistatických činidel.
Čas zveřejnění: 10. října 2026