Vaskeegenskaberne vedoverfladeaktive stofferer den grundlæggende egenskab, der giver overfladeaktive stoffer deres største praktiske anvendelse. Det er involveret i dagligdagen i tusindvis af husstande og anvendes i stigende grad i alle samfundslag og forskellige industrielle produktionsprocesser.
Antistatisk effektaf overfladeaktive stoffer
Fibre, plast og andre produkter genererer ofte statisk elektricitet på grund af friktion, hvilket forringer deres anvendelsesevne. For eksempel har fiberstoffer med statiske ladninger ofte ulemper som at de klæber til kroppen, har statisk vedhæftning og en tendens til at absorbere støv og blive snavsede. De negative virkninger af statisk elektricitet på plastprodukter er endnu mere alvorlige. Statisk ladede plastprodukter absorberer ikke kun støv let, hvilket skader produkternes gennemsigtighed, overfladerenhed og udseende, men reducerer også deres ydeevne og værdi.
For at eliminere sådanne statiske fænomener er den overfladeaktive antistatiske metode i vid udstrækning anvendt i øjeblikket. Sådanne overfladeaktive stoffer er kendt som antistatiske midler.
Afsnit 1 Statiske fænomener og deres årsager
Selvom der er nogle uoverensstemmelser i resultaterne af elektrificeringssekvensen af fibre opnået af forskellige testere, har fibre indeholdende amidbindinger, såsom uld, nylon og kunstuld, en tendens til at bære positive ladninger. Elektrificeringsstatussen for almindelige plasttyper er vist i tabel 10.‑2. Elektrificeringssekvensen for almindelige stoffer fra positiv til negativ er anført nedenfor:
(+) Polyuretan–Hår–Nylon–Uld–Silke–Viskosefiber–Bomuld–Hård gummi–Celluloseacetatfiber–Vinylon–Polypropylen–Polyester–Polyacrylonitril–Polyvinylchlorid–Vinylchlorid-acrylonitril-copolymer–Polyethylen–Polytetrafluorethylen (-).
Den præcise mekanisme bag generering af statisk elektricitet er ikke fuldt ud forstået, men der er enighed om, at statisk elektricitet opstår fra mobile ladninger, der genereres mellem objekter, når forskellige typer objekter gnider mod hinanden. Den type ladning, et objekt bærer, bestemmes af elektronernes tilførsel eller tab. Et objekt bliver positivt ladet, når det mister elektroner, og negativt ladet, når det optager elektroner.
Afsnit 2 Antistatiske midler
Der er to hovedmetoder til at eliminere statisk elektricitet:
(1) Fysiske metoder. Da størrelsen af statisk elektricitet påvirkes af temperatur og fugtighed, kan fysiske tilgange såsom justering af temperatur og fugtighed og koronaudladning anvendes til at fjerne statisk elektricitet på overfladen af artikler.
(2) Overfladekemiske metoder, nemlig anvendelse af overfladeaktive stoffer (også kaldet antistatiske midler) til at udføre overfladebehandling på fiber- og plastprodukter eller blanding af dem i plast for at opnå formålet med eliminering af statisk elektricitet.
1. Antistatiske midler til fibre
Nødvendige egenskaber for antistatiske midler:
(1) Ændrer ikke fibrenes fornemmelse; (2) God antistatisk ydeevne med lav dosering og effektivitet ved lave temperaturer; (3) God kompatibilitet med harpiksfibre; (4) Fremragende kompatibilitet med andre hjælpestoffer; (5) Ingen skumdannelse og ingen vandpletter; (6) Ikke-giftig og ikke-irriterende for huden; (7) Opretholder god stabilitet.
Typer af antistatiske midler
De vigtigste typer af antistatiske midler, der anvendes til fibre, er kationiske og amfotere overfladeaktive stoffer.
Virkningsmekanisme for antistatiske midler
Den antistatiske mekanisme for overfladeaktive stoffer, der anvendes til antistatiske formål mod fibre, afspejles hovedsageligt i to aspekter: forebyggelse af statisk elektricitet, når fiberstoffer udsættes for friktion, og fremme afledning af overfladeladninger. Forebyggelse af friktionselektrificering er tæt forbundet med strukturen af overfladeaktive stoffer, mens afledning af overfladeladninger er forbundet med adsorptionskapaciteten og hygroskopiciteten af overfladeaktive stoffer på fiberstoffer.
Kationiske overfladeaktive stoffer kan let adsorberes på negativt ladede fiberoverflader via deres egne positive ladninger.
①De kan neutralisere fibrenes overfladeladninger;
②Kationiske overfladeaktive stoffer adsorberer på fiberoverflader i en orientering, hvor positivt ladede kvaternære ammoniumioner binder sig til fiberoverfladen, og hydrofobe kulbrintekæder peger udad, hvilket danner en orienteret adsorptionsfilm bestående af kulbrintekæder på fiberoverfladen. Denne adsorptionsfilm kan effektivt reducere friktion på fiberoverfladen under friktion og svække friktionselektrificeringen.
For syntetiske fibre med lav polaritet og stærk hydrofobicitet adsorberer kationiske overfladeaktive stoffer på fiberoverflader gennem van der Waals-kræfter via deres hydrofobe kulbrintekæder, mens polære kvaternære ammoniumgrupper vender udad. Fiberoverfladen er således dækket af hydrofile polære grupper, hvilket ikke kun forbedrer fiberoverfladens ledningsevne, men også øger dens overfladefugtighed, hvilket letter afledningen af statisk elektricitet genereret ved friktion og giver antistatiske effekter.
Adsorptionskapaciteten af dioctadecylammoniumchlorid på naturlige fiberoverflader er betydeligt højere end på syntetiske fibre, hvilket indikerer, at det opnår bedre antistatisk ydeevne på naturlige fibre.
Ligesom kationiske overfladeaktive stoffer bærer amfotere overfladeaktive stoffer positive ladninger og kan adsorbere på negativt ladede fiberoverflader for at neutralisere statiske ladninger. Deres hydrofobe grupper reducerer også friktion. Sammenlignet med kationiske overfladeaktive stoffer har amfotere overfladeaktive stoffer en yderligere anionisk gruppe i deres molekylære struktur, hvilket muliggør bedre fugtretention og ladningsafledning. Derfor er amfotere overfladeaktive stoffer højtydende antistatiske midler, omend til en relativt høj pris.
Anioniske og nonioniske overfladeaktive stoffer udviser dårlig antistatisk ydeevne på grund af deres lave adsorptionskapacitet på fiberoverflader. Adsorptionsmængden af nonioniske overfladeaktive stoffer påvirkes ikke af fibrenes overfladeladning og er højere end anioniske overfladeaktive stoffers, men de har en svag effekt på statisk dissipation. Derfor er deres antistatiske kapacitet langt ringere end kationiske og amfotere overfladeaktive stoffers.
2. Antistatiske midler til plastik
Den antistatiske mekanisme for overfladeaktive stoffer, der anvendes som antistatiske midler til plastik, er som følger: overfladeaktive stoffer adsorberes på plastoverflader via deres hydrofobe kulbrintekæder gennem van der Waals-kræfter, hvor polære grupper strækker sig udad. En orienteret adsorptionsfilm af overfladeaktive stoffer dannes på plastoverfladen for at give ledningsevne, hvilket gør det muligt for statiske ladninger at sprede sig effektivt. Samtidig kan adsorptionsfilmen også mindske friktion på plastoverflader.
Klassificering af plastiske antistatiske midler efter type overfladeaktivt middel:
(1)Anionisk type;
(2) Kationisk type;
(3) Amfoter type;
(4) Nonionisk type.
Antistatiske midler kan opdeles i to kategorier efter påføringsmetode:
(1) Antistatiske midler til overfladebelægning;
(2) Blanding af antistatiske midler.
Opslagstidspunkt: 10. oktober 2026