Pindaktiivsete ainete antistaatiline toime

Seepesuvahend Pindaktiivsete ainete omadus on oluline omadus, mis annab pindaktiivsetele ainetele kõige praktilisema kasutuse. See on seotud tuhandete leibkondade igapäevaeluga. Lisaks kasutatakse seda üha enam erinevates tööstusharudes ja igasuguses tööstuslikus tootmises.

Pindaktiivsete ainete antistaatiline toime

Kiud, plast ja muud tooted tekitavad hõõrdumise tõttu sageli staatilist elektrit, mis mõjutab nende toodete kasutusomadusi. Näiteks kui kiudkangad kannavad staatilist elektrit, on neil sageli puudusi, näiteks „keha külge kleepumine“ või „staatiline adhesioon“, samuti on nad altid tolmu imama või määrduma. Staatilise elektri mõju plasttoodetele on veelgi suurem. Tooted mitte ainult ei tõmba kergesti tolmu ligi, mõjutades nende läbipaistvust, pinna puhtust ja välimust, vaid vähendavad ka toodete kasutatavust ja väärtust.

Selle staatilise elektri nähtuse kõrvaldamiseks kasutatakse praegu enamasti pindaktiivsete ainete antistaatilist meetodit. Selliseid pindaktiivseid aineid nimetatakseantistaatiline agendid.

1. Elektrostaatilised nähtused ja nende põhjused

Kuigi erinevate teadlaste tulemustes on kiudude elektrifitseerimise järjekorra osas mõningaid erinevusi, kipuvad amiidsidemetega kiud, näiteks vill, nailon ja tehisvill, olema positiivselt laetud.

Ainete tavaline elektrilaetuse olek positiivsest negatiivseni on järgmine: (+) Polüuretaan – Juuksed – Nailon – Vill – Siid – Viskooskiud – Puuvill – Kõvakumm – Atsetaatkiud – Vinüüloon – Polüpropüleen – Polüester – Polüakrüülnitriil – Polüvinüülkloriid – Vinüülkloriid – Akrüülnitriili kopolümeer – Polüetüleen – Polütetrafluoroetüleen (-). Kuigi staatilise elektri tekkimise põhjust ei ole veel täielikult mõistetud, arvatakse üldiselt, et kui erinevat tüüpi esemed hõõruvad üksteise vastu, tekivad hõõrutavate esemete vahel liikuvad laengud, mis toodavad staatilist elektrit. Eseme laengu tüüpi saab määrata elektronide lisandumise või kadumise järgi. Kui objekt kaotab elektrone, laetakse see positiivselt; kui see saab elektrone juurde, laetakse see negatiivselt.

1. Antistaatiline aine

Staatilise elektri eemaldamiseks on kaks peamist meetodit:

Füüsikaline meetod: Kuna staatilise elektri suurust mõjutavad temperatuur ja niiskus, saab objektide pinnalt staatilise elektri kõrvaldamiseks kasutada füüsikalisi meetodeid, nagu temperatuuri ja niiskuse reguleerimine ning koroonalahendus.

Pinna keemiline meetodSee tähendab pindaktiivsete ainete, tuntud ka kui antistaatiliste ainete, kasutamist kiudude ja plasttoodete pinnatöötluseks või nende segamiseks plastidega staatilise elektri kõrvaldamise eesmärgi saavutamiseks.

2.I. Kiudude antistaatilised ained

Tingimused, millele antistaatilised ained peaksid vastama:

(1) Ärge muutke kiu käetunnetust;

(2) Hea antistaatiline toime, väike annus ja endiselt efektiivne madalatel temperatuuridel;

(3) Hea ühilduvus vaigukiududega;

(4) Hea ühilduvus teiste lisanditega;

(5) Vahutamist ja veeplekke ei esine;

(6) Mittetoksiline ja nahale kahjustamata;

(7) Suudab säilitada head stabiilsust.

2.2. Antistaatiliste ainete tüübid

Kiudude puhul kasutatavate antistaatiliste ainete peamised tüübid on katioonsed ja amfoteersed ioonsed pindaktiivsed ained.

2.3. Antistaatiliste ainete toimemehhanism

Kiudainete antistaatilise toime tagamiseks kasutatavate pindaktiivsete ainete antistaatiline mehhanism avaldub peamiselt kahes aspektis: staatilise elektri tekkimise vältimine kiudkanga pinna hõõrdumisel ja pinnalaengute hajumine. Hõõrdumisest tingitud elektrifitseerimise vältimine on tihedalt seotud pindaktiivsete ainete struktuuriga; pinnalaengute hajumine aga pindaktiivsete ainete adsorptsioonikoguse ja hügroskoopsusega kiudkangastel.

Katioonsed pindaktiivsed ained võivad oma positiivsete laengute kaudu kergesti adsorbeeruda negatiivselt laetud kiudude pinnale.

①See võib neutraliseerida kiu pinnalaengu;

②Kuna katioonsed pindaktiivsed ained adsorbeeruvad kiu pinnale positiivselt laetud kvaternaarsete ammooniumioonidega ja hüdrofoobsed süsivesinikahelad on suunatud väljapoole, moodustades kiu pinnale orienteeritud adsorptsioonikile, mis koosneb süsivesinikahelatest. See adsorptsioonikile vähendab tõhusalt hõõrdumise ajal kiu pinnale tekkivat hõõrdejõudu, nõrgendades seeläbi hõõrdumise elektrifitseerimise nähtust.

Madala polaarsuse ja tugeva hüdrofoobsusega sünteetiliste kiudude puhul adsorbeeruvad katioonsed pindaktiivsed ained kiu pinnale van der Waalsi jõudude abil oma hüdrofoobsete süsivesinikahelatega, samal ajal kui polaarsed kvaternaarsed ammooniumrühmad on suunatud väljapoole, kattes kiu pinna hüdrofiilsete polaarsete rühmadega. See mitte ainult ei suurenda kiu pinna juhtivust, vaid suurendab ka selle pinna niiskust, mis on kasulik hõõrdumisest tekkiva staatilise elektri hajutamiseks ja mängib antistaatilist rolli.

Dioktadetsüülammooniumkloriidi adsorptsioonikogus looduslike kiudude pinnal on oluliselt suurem kui sünteetilistel kiududel. See näitab, et sellel on looduslikele kiududele parem antistaatiline toime.

Nagu katioonsed pindaktiivsed ained, kannavad ka amfoteersed ioonsed pindaktiivsed ained positiivseid laenguid ja võivad adsorbeeruda negatiivselt laetud kiudude pinnale, neutraliseerides staatilisi laenguid. Nende hüdrofoobsed rühmad vähendavad ka hõõrdumist. Lisaks on neil võrreldes katioonsete pindaktiivsete ainetega molekulaarstruktuuris täiendav anioonne rühm, mistõttu nad suudavad paremini suurendada niiskust ja hajutada laengut. Seetõttu on amfoteersed ioonsed pindaktiivsed ained hea toimega antistaatilised ained, kuid nende hind on suhteliselt kõrge.

Anioonsetel ja mitteioonsetel pindaktiivsetel ainetel on nõrk antistaatiline toime, kuna nad adsorptsioonivad kiu pinnale madalal määral. Mitteioonsete pindaktiivsete ainete adsorptsioonimäär on suurem kui anioonsetel ainetel, kuna kiu pinnalaeng ei mõjuta seda, kuid nende mõju staatilise elektri hajumisele on nõrk, mistõttu on nende antistaatiline võime palju halvem kui katioonsetel ja amfoteersetel ioonsetel pindaktiivsetel ainetel.

1. Antistaatiline aine plastidele

Pindaktiivsete ainete toimemehhanism plastide antistaatiliste ainetena: pindaktiivsed ained adsorbeeruvad plastpinnale van der Waalsi jõudude abil oma hüdrofoobsete süsivesinikahelatega, samal ajal kui nende polaarsed rühmad ulatuvad väljapoole, moodustades plastpinnale pindaktiivsete ainete orienteeritud adsorptsioonikile. See kile tagab juhtivuse, võimaldades staatilistel laengutel hästi hajuda. Samal ajal võib adsorptsioonikile vähendada ka hõõrdumist plastpinnal.

Pindaktiivse aine tüübi järgi liigitatakse plastist antistaatilised ained järgmiselt:

(1) Anioonne tüüp;

(2) katioonne tüüp;

(3) amfoteerne ioonne tüüp;

(4) Mitteioonne tüüp.

Antistaatilised ained võib vastavalt kasutusviisile jagada kahte kategooriasse:

(1) Pinnakattega antistaatilised ained;

(2) Segutüüpi antistaatilised ained.