Pesemisomaduspindaktiivsed ainedon pindaktiivsete ainete põhiomadus, mis annab neile suurima praktilise rakenduse. See on seotud tuhandete leibkondade igapäevaeluga ning seda kasutatakse üha enam kõigis eluvaldkondades ja erinevates tööstuslikes tootmisprotsessides.
Antistaatiline efektpindaktiivsete ainete
Kiud, plast ja muud tooted tekitavad hõõrdumise tõttu sageli staatilist elektrit, mis halvendab nende kasutusomadusi. Näiteks staatiliste laengutega kiudkangastel on sageli puudusi, nagu keha külge kleepumine, staatiline adhesioon ning kalduvus tolmu imada ja määrduda. Staatilise elektri kahjulik mõju plasttoodetele on veelgi tõsisem. Staatiliselt laetud plasttooted mitte ainult ei ima tolmu kergesti, mis kahjustab toodete läbipaistvust, pinna puhtust ja välimust, vaid vähendavad ka nende kasutusomadusi ja väärtust.
Selliste staatiliste nähtuste kõrvaldamiseks on praegu laialdaselt kasutusel pindaktiivsete ainete antistaatiline meetod. Selliseid pindaktiivseid aineid tuntakse antistaatiliste ainetena.
1. jagu Staatilised nähtused ja nende põhjused
Kuigi erinevate testijate poolt saadud kiudude elektrifitseerimisjärjestuse tulemustes on mõningaid lahknevusi, kipuvad amiidsidemeid sisaldavad kiud, näiteks vill, nailon ja tehisvill, kandma positiivseid laenguid. Levinud plastide elektrifitseerimisstaatust näitab tabel 10.-2. Allpool on loetletud tavaliste ainete elektrifitseerimise järjestus positiivsest negatiivseks:
(+) Polüuretaan–Juuksed–Nailon–Vill–Siid–Viskooskiud–Puuvill–Kõva kumm–Tselluloosatsetaatkiud–Vinüülon–Polüpropüleen–Polüester–Polüakrüülnitriil–Polüvinüülkloriid–Vinüülkloriidi ja akrüülnitriili kopolümeer–Polüetüleen–Polütetrafluoroetüleen (-).
Staatilise elektri tekkimise täpne mehhanism ei ole täielikult teada, kuid valitseb üksmeel, et staatiline elekter tekib objektide vahel tekkivatest mobiilsetest laengutest, kui erinevat tüüpi objektid üksteise vastu hõõruvad. Objekti laengu tüüp määratakse elektronide lisandumise või kadumise järgi. Objekt laetakse positiivselt, kui see kaotab elektrone, ja negatiivselt, kui see saab elektrone juurde.
2. jagu Antistaatilised ained
Staatilise elektri eemaldamiseks on kaks peamist meetodit:
(1) Füüsikalised meetodid. Kuna staatilise elektri suurust mõjutavad temperatuur ja niiskus, saab esemete pinnalt staatilise elektri eemaldamiseks kasutada füüsikalisi meetodeid, nagu temperatuuri ja niiskuse reguleerimine ning koroonalahendus.
(2) Pinnakeemilised meetodid, nimelt pindaktiivsete ainete (nimetatakse ka antistaatilisteks aineteks) kasutamine kiud- ja plasttoodete pinnatöötluseks või nende segamiseks plastiga staatilise elektri kõrvaldamise eesmärgi saavutamiseks.
1. Kiudude antistaatilised ained
Antistaatiliste ainete nõutavad omadused:
(1) Ei muuda kiudude käetunnetust; (2) Hea antistaatiline jõudlus väikese annuse ja efektiivsusega madalatel temperatuuridel; (3) Hea ühilduvus vaigukiududega; (4) Suurepärane ühilduvus teiste abiainetega; (5) Ei vahuta ega tekita veeplekke; (6) Mittetoksiline ja ei ärrita nahka; (7) Säilitab hea stabiilsuse.
Antistaatiliste ainete tüübid
Kiudude puhul kasutatavate antistaatiliste ainete peamised tüübid on katioonsed ja amfoteersed pindaktiivsed ained.
Antistaatiliste ainete toimemehhanism
Kiudainete antistaatilise toime tagamiseks kasutatavate pindaktiivsete ainete antistaatiline mehhanism avaldub peamiselt kahes aspektis: staatilise elektri tekkimise vältimine kiudkangaste hõõrdumisel ja pinnalaengute hajumise hõlbustamine. Hõõrdumisest tingitud elektrifitseerimise vältimine on tihedalt seotud pindaktiivsete ainete struktuuriga, samas kui pinnalaengute hajumine on seotud pindaktiivsete ainete adsorptsioonivõime ja hügroskoopsusega kiudkangastel.
Katioonsed pindaktiivsed ained võivad oma positiivsete laengute kaudu kergesti adsorbeeruda negatiivselt laetud kiudpindadele.
①Nad suudavad neutraliseerida kiudude pinnalaenguid;
②Katioonsed pindaktiivsed ained adsorbeeruvad kiudpindadele orientatsioonis, kus positiivselt laetud kvaternaarsed ammooniumiioonid kinnituvad kiudpinnale ja hüdrofoobsed süsivesinikahelad on suunatud väljapoole, moodustades kiudpinnale orienteeritud adsorptsioonkile, mis koosneb süsivesinikahelatest. See adsorptsioonkile suudab hõõrdumise ajal kiudpinnal hõõrdumist tõhusalt vähendada ja nõrgendada hõõrdumise elektrifitseerimist.
Madala polaarsuse ja tugeva hüdrofoobsusega sünteetiliste kiudude puhul adsorbeeruvad katioonsed pindaktiivsed ained kiu pinnale van der Waalsi jõudude kaudu oma hüdrofoobsete süsivesinikahelate abil, samas kui polaarsed kvaternaarsed ammooniumrühmad on suunatud väljapoole. Seega on kiu pind kaetud hüdrofiilsete polaarsete rühmadega, mis mitte ainult ei paranda kiu pinna juhtivust, vaid suurendab ka selle pinna niiskust, hõlbustades hõõrdumisest tekkiva staatilise elektri hajumist ja pakkudes antistaatilisi efekte.
Dioktadetsüülammooniumkloriidi adsorptsioonivõime looduslike kiudude pindadel on oluliselt suurem kui sünteetilistel kiududel, mis näitab, et see saavutab looduslikel kiududel parema antistaatilise jõudluse.
Nagu katioonsed pindaktiivsed ained, kannavad ka amfoteersed pindaktiivsed ained positiivseid laenguid ja võivad adsorbeeruda negatiivselt laetud kiudpindadele, neutraliseerides staatilisi laenguid. Nende hüdrofoobsed rühmad vähendavad ka hõõrdumist. Võrreldes katioonsete pindaktiivsete ainetega on amfoteersetel pindaktiivsetel ainetel molekulaarstruktuuris täiendav anioonne rühm, mis võimaldab paremat niiskuse säilitamist ja laengu hajumist. Seetõttu on amfoteersed pindaktiivsed ained suure jõudlusega antistaatilised ained, ehkki suhteliselt kõrge hinnaga.
Anioonsetel ja mitteioonsetel pindaktiivsetel ainetel on nõrk antistaatiline toime tänu nende madalale adsorptsioonivõimele kiudude pinnal. Mitteioonsete pindaktiivsete ainete adsorptsioonikogust ei mõjuta kiudude pinnalaeng ja see on suurem kui anioonsetel pindaktiivsetel ainetel, kuid neil on nõrk mõju staatilise elektri hajumisele. Seega on nende antistaatiline võime oluliselt väiksem kui katioonsetel ja amfoteersetel pindaktiivsetel ainetel.
2. Plastide antistaatilised ained
Plastikust antistaatiliste ainetena kasutatavate pindaktiivsete ainete antistaatiline mehhanism on järgmine: pindaktiivsed ained adsorbeeruvad plastpindadele oma hüdrofoobsete süsivesinikahelate kaudu van der Waalsi jõudude abil, kusjuures polaarsed rühmad ulatuvad väljapoole. Plastiku pinnale moodustub pindaktiivsete ainete orienteeritud adsorptsioonikile, mis tagab juhtivuse ja võimaldab staatilistel laengutel tõhusalt hajuda. Samal ajal võib adsorptsioonikile leevendada ka hõõrdumist plastpindadel.
Plastist antistaatiliste ainete klassifikatsioon pindaktiivsete ainete tüübi järgi:
(1)Anioonne tüüp;
(2) katioonne tüüp;
(3) Amfoteerne tüüp;
(4) Mitteioonne tüüp.
Antistaatilised ained võib manustamisviisi järgi jagada kahte kategooriasse:
(1) Pinnakatte antistaatilised ained;
(2) Antistaatiliste ainete segamine.
Postituse aeg: 10. okt 2026