Overfladeaktive stoffers vaskeevne er den grundlæggende egenskab, der giver overfladeaktive stoffer deres største praktiske anvendelighed. Den er tæt forbundet med tusindvis af husstandes dagligdag og anvendes også i stigende grad i forskellige industrier og industrielle produktioner.
1.Antistatisk effekt of overfladeaktive stoffer
Fibre, plast og andre produkter genererer ofte statisk elektricitet på grund af friktion, hvilket påvirker anvendelsesevnen af sådanne produkter. Hvis fiberstoffer f.eks. bærer statisk elektricitet, lider de ofte af ulemper såsom "klæbning" eller "statisk vedhæftning", samt er tilbøjelige til at absorbere støv og let blive snavsede. Statisk elektricitets indvirkning på plastprodukter er endnu mere betydelig: sådanne produkter absorberer ikke kun let støv, hvilket forringer deres gennemsigtighed, overfladerenhed og udseende, men reducerer også deres ydeevne og værdi.
For at eliminere dette statiske fænomen anvendes i øjeblikket oftest den antistatiske metode med overfladeaktive stoffer. Sådanne overfladeaktive stoffer er kendt som antistatiske midler.
2.Elektrostatiskfænomener og deres årsager
Selvom resultaterne af fiberopladningssekvensen opnået af forskellige forskere varierer noget, har fibre, der indeholder amidbindinger, såsom uld, nylon og kunstuld, en tendens til at være positivt ladede. Opladningsbetingelserne for almindelige plasttyper er vist i tabel 10-2. Opladningssekvensen for almindelige stoffer fra positiv til negativ er som følger: (+) Polyurethan – Hår – Nylon – Uld – Silke – Viskosefiber – Bomuld – Hårdgummi – Acetatfiber – Vinylon – Polypropylen – Polyester – Polyacrylonitril – Polyvinylchlorid – Vinylchlorid-acrylonitril-copolymer – Polyethylen – Polytetrafluorethylen (–). Selvom årsagen til generel statisk elektricitetsproduktion endnu ikke er fuldt ud forstået, er det generelt enighed om, at statisk elektricitet genereres, når forskellige typer genstande gnider mod hinanden, hvilket får bevægelige ladninger til at overføres mellem de gnidede genstande. Den type ladning, et objekt bærer, kan bestemmes af tilførslen eller tabet af elektroner. Et objekt bliver positivt ladet, hvis det mister elektroner, og negativt ladet, hvis det optager elektroner.
Der er to hovedmetoder til at fjerne statisk elektricitet:
(1) Fysisk metode. Da størrelsen af statisk elektricitet påvirkes af temperatur og fugtighed, kan fysiske metoder såsom justering af temperatur og fugtighed og koronaudladning bruges til at eliminere statisk elektricitet på overfladen af objekter.
(2) Overfladekemisk metode. Det vil sige, at overfladeaktive stoffer, også kendt som antistatiske midler, anvendes til at behandle overfladerne af fibre og plastprodukter eller blandes i det indre af plast for at opnå det formål at eliminere statisk elektricitet.
4.antistatisk middel til fibre
4.1Krav til et antistatisk middel:
(1) Det må ikke ændre fibrenes grebfølelse;
(2) Den skal have en fremragende antistatisk effekt med en lav dosering og forblive effektiv ved lave temperaturer;
(3) Den skal have god kompatibilitet med harpiksfibre;
(4) Det skal udvise fremragende kompatibilitet med andre tilsætningsstoffer;
(5) Det må ikke forårsage skumdannelse eller vandpletter;
(6) Det skal være giftfrit og ikke-irriterende for huden;
(7) Den skal opretholde god stabilitet.
4.2Typer af antistatiske midler
De vigtigste typer af antistatiske midler, der anvendes til fibre, er kationiske og amfotere ioniske overfladeaktive stoffer.
4.3Virkningsmekanisme for antistatiske midler
For overfladeaktive stoffer, der anvendes som antistatiske midler til fibre, involverer den antistatiske mekanisme primært to aspekter: forebyggelse af dannelse af statisk elektricitet på overfladen af fiberstoffer på grund af friktion og afledning af overfladeladninger. Forebyggelse af friktionselektrificering er tæt forbundet med strukturen af overfladeaktive stoffer, mens afledning af overfladeladninger er forbundet med adsorptionsmængden og hygroskopiciteten af overfladeaktive stoffer på fiberstoffer.
Kationiske overfladeaktive stoffer adsorberes let på de negativt ladede fiberoverflader via deres egne positive ladninger.
① De kan neutralisere fibrenes overfladeladninger;
② Når kationiske overfladeaktive stoffer adsorberes på fiberoverflader i form af positivt ladede kvaternære ammoniumioner med deres hydrofobe kulbrintekæder vendt udad, dannes en retningsbestemt adsorptionsfilm bestående af kulbrintekæder på fiberoverfladen. Denne film reducerer effektivt den friktionskraft, der genereres på fiberoverfladen under friktion, hvorved friktionselektrificeringen svækkes.
For syntetiske fibre med lav polaritet og stærk hydrofobicitet adsorberes kationiske overfladeaktive stoffer på fiberoverfladen gennem van der Waals-kræfter via deres hydrofobe kulbrintekæder, med deres polære kvaternære ammoniumgrupper vendt udad. Dette dækker fiberoverfladen med hydrofile polære grupper, hvilket ikke kun forbedrer fiberoverfladens elektriske ledningsevne, men også øger overfladefugtigheden, hvilket letter afledningen af statisk elektricitet genereret af friktion og opnår en antistatisk effekt.
Adsorptionsmængden af dioctadecylammoniumchlorid på naturlige fibre er betydeligt højere end på syntetiske fibre, hvilket indikerer dets overlegne antistatiske effekt på naturlige fibre.
Ligesom kationiske overfladeaktive stoffer bærer amfotere ioniske overfladeaktive stoffer positive ladninger og kan også adsorbere på negativt ladede fiberoverflader for at neutralisere statiske ladninger. Deres hydrofobe grupper reducerer også friktion. Sammenlignet med kationiske overfladeaktive stoffer indeholder de desuden en anionisk gruppe i deres molekylære struktur, hvilket muliggør bedre forbedring af fugt- og ladningsafledning. Derfor er amfotere ioniske overfladeaktive stoffer højtydende antistatiske midler, omend til en relativt høj pris.
Anioniske og ikke-ioniske overfladeaktive stoffer udviser dårlige antistatiske effekter på grund af deres lave adsorptionsmængder på fiberoverflader. Adsorptionsmængden af ikke-ioniske overfladeaktive stoffer er højere end for anioniske overfladeaktive stoffer, da de ikke påvirkes af fiberoverfladeladninger. Deres evne til at aflede statisk elektricitet er dog svag, hvilket resulterer i langt ringere antistatisk ydeevne sammenlignet med kationiske og amfotere ioniske overfladeaktive stoffer.
5.Antistatiske midler til plast
Mekanisme for overfladeaktive stoffers virkning som antistatiske midler til plast: Overfladeaktive stoffer adsorberes på plastoverfladen via van der Waals-kræfter gennem deres hydrofobe kulbrintekæder, hvor deres polære grupper strækker sig udad. En retningsbestemt adsorptionsfilm af overfladeaktive stoffer dannes på plastoverfladen, hvilket giver elektrisk ledningsevne, der tillader statiske ladninger at spredes effektivt. Samtidig mindsker adsorptionsfilmen også friktion på plastoverfladen.
Plastiske antistatiske midler klassificeres efter type overfladeaktivt stof som følger:
(1) Anionisk type;
(2) Kationisk type;
(3) Amfoter ionisk type;
(4) Nonionisk type.
Antistatiske midler kan opdeles i to kategorier efter anvendelsesmetoder:
(1) Antistatiske midler til overfladebelægning;
(2) Antistatiske midler til intern blanding.
Opslagstidspunkt: 14. april 2026