میزان شویندگیسورفکتانتهاخاصیت اساسی است که زیربنای وسیعترین کاربردهای عملی آنها را تشکیل میدهد. این جزء لاینفک زندگی روزمره خانوارهای بیشماری است و به طور فزایندهای در تمام حرفهها و بخشهای تولید صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
اثر آنتی استاتیکسورفکتانت ها
اصطکاک اغلب روی الیاف، پلاستیکها و سایر محصولات نهایی الکتریسیته ساکن ایجاد میکند و عملکرد خدماتی آنها را مختل میکند. به عنوان مثال، پارچههای نساجی دارای بار ساکن تمایل دارند محکم به بدن بچسبند یا به سطوح دیگر بچسبند و به راحتی گرد و غبار و کثیفی را جذب کنند. الکتریسیته ساکن تأثیر شدیدتری بر محصولات پلاستیکی دارد: پلاستیکها نه تنها به راحتی گرد و غبار را جذب میکنند و شفافیت، تمیزی سطح و جذابیت ظاهری آنها را به خطر میاندازند، بلکه عملکرد خدماتی و ارزش تجاری آنها نیز کاهش مییابد.
درمان آنتیاستاتیک مبتنی بر سورفکتانت، روش غالبی است که در حال حاضر برای از بین بردن تجمع الکتریسیته ساکن به کار میرود و چنین سورفکتانتهایی به عنوان عوامل آنتیاستاتیک شناخته میشوند.
بخش ۱ الکتریسیته ساکن و مکانیسمهای تولید آن
اگرچه اختلافات جزئی در نتایج آزمایشها در مورد توالی شارژ تریبوالکتریک الیاف از محققان مختلف وجود دارد، الیاف حاوی پیوندهای آمیدی مانند پشم، نایلون و پشم مصنوعی عموماً تمایل به حمل بارهای مثبت دارند.
رفتارهای شارژ پلاستیکهای رایج در جدول 10-2 فهرست شدهاند. توالی تریبوالکتریک مواد معمول از بار مثبت به منفی به شرح زیر است:
(+) پلی اورتان–موی انسان–نایلون–پشم–ابریشم–الیاف ویسکوز–پنبه–لاستیک سخت–استات سلولز–وینیلون–پلیپروپیلن–پلیاستر–پلیآکریلونیتریل–پلی وینیل کلراید–کوپلیمر وینیل کلراید-اکریلونیتریل–پلی اتیلن–پلی تترافلوئورواتیلن (-)
مکانیسمهای دقیق تشکیل الکتریسیته ساکن به طور کامل روشن نشدهاند، با این حال، اجماع بر این است که اصطکاک بین مواد غیرمشابه باعث انتقال بار بین سطوح تماس میشود و در نتیجه الکتریسیته ساکن تولید میکند. قطبیت بار حمل شده توسط یک ماده با افزایش یا کاهش الکترون تعیین میشود: مواد الکترون از دست میدهند و بار مثبت پیدا میکنند، در حالی که موادی که الکترون دریافت میکنند بار منفی پیدا میکنند.
بخش ۲ عوامل آنتیاستاتیک
دو روش اصلی برای از بین بردن الکتریسیته ساکن وجود دارد:
روشهای فیزیکی: از آنجایی که میزان بار ساکن تحت تأثیر دما و رطوبت قرار میگیرد، میتوان از تکنیکهای فیزیکی شامل تنظیم دما و رطوبت و تخلیه کرونا برای حذف بار ساکن از سطوح مواد استفاده کرد.
روشهای شیمیایی سطحی: سورفکتانتها که به عنوان عوامل ضد الکتریسیته ساکن نیز شناخته میشوند، برای عملیات سطحی الیاف و محصولات پلاستیکی یا مخلوط شدن با ماتریسهای پلاستیکی برای از بین بردن الکتریسیته ساکن استفاده میشوند.
I. عوامل آنتی استاتیک برای الیاف
خواص مورد نیاز عوامل آنتی استاتیک واجد شرایط
(1) حس اولیه الیاف را در دست حفظ کنید.
(2) ارائه عملکرد آنتی استاتیک برجسته در دوزهای پایین و حفظ اثربخشی در شرایط دمای پایین؛
(3) سازگاری عالی با الیاف رزین نشان میدهند؛
(4) سازگاری خوبی با سایر مواد کمکی پردازشی داشته باشند.
(5) باعث ایجاد کف نشود و لکه آب باقی نگذارد.
(6) غیرسمی و غیر محرک پوست انسان؛
(7) عملکرد پایدار را در طول زمان حفظ کنید.
طبقه بندی عوامل آنتی استاتیک الیاف
سورفکتانتهای کاتیونی و آمفوتریک، دستههای اصلی عوامل آنتیاستاتیک برای کاربردهای الیاف را تشکیل میدهند.
مکانیسمهای آنتیاستاتیک
سورفکتانتها از طریق دو مسیر اصلی اثرات آنتیاستاتیک خود را بر روی پارچهها اعمال میکنند: مهار تولید الکتریسیته ساکن در طول تماس اصطکاکی و تسهیل اتلاف بارهای ساکن سطحی. سرکوب بار اصطکاکی ارتباط نزدیکی با ساختار مولکولی سورفکتانت دارد، در حالی که اتلاف بار به ظرفیت جذب و رطوبتپذیری سورفکتانتها روی سطوح الیاف بستگی دارد.
سورفکتانتهای کاتیونیبه راحتی از طریق بارهای مثبت ذاتی خود، روی سطوح فیبر با بار منفی جذب میشوند:
۱. (۱)آنها بارهای سطحی ذاتی الیاف را خنثی میکنند؛
②سورفکتانتهای کاتیونی از طریق گروههای آمونیوم چهارتایی با بار مثبت، با زنجیرههای هیدروکربنی آبگریز که به سمت بیرون جهتگیری شدهاند، به الیاف متصل میشوند و یک فیلم جذبشده منظم روی سطوح الیاف تشکیل میدهند. این فیلم به طور مؤثر اصطکاک سطح را در حین تماس کاهش میدهد و تجمع استاتیک اصطکاکی را کاهش میدهد.
برای الیاف مصنوعی با قطبیت کم و آبگریزی بالا، سورفکتانتهای کاتیونی از طریق نیروهای واندروالس که بر روی زنجیرههای هیدروکربنی آبگریز عمل میکنند، به سطوح الیاف میچسبند، در حالی که گروههای آمونیوم چهارتایی قطبی به سمت بیرون هستند. این امر الیاف را با یک لایه قطبی آبدوست میپوشاند که رسانایی الکتریکی سطح و حفظ رطوبت را افزایش میدهد و باعث تسریع در از بین رفتن الکتریسیته ساکن ناشی از اصطکاک و ارائه عملکرد آنتی استاتیک میشود.
ظرفیت جذب دیاکتادسیل آمونیوم کلرید روی الیاف طبیعی به طور قابل توجهی بالاتر از الیاف مصنوعی است که نشاندهنده اثربخشی آنتیاستاتیک برتر برای زیرلایههای الیاف طبیعی است.
مانند سورفکتانتهای کاتیونی، سورفکتانتهای آمفوتریک بارهای مثبت دارند و روی سطوح الیاف با بار منفی جذب میشوند تا بارهای ساکن را خنثی کنند، و بخشهای آبگریز آنها اصطکاک سطحی را کاهش میدهد. برخلاف سورفکتانتهای کاتیونی، مولکولهای آمفوتریک حاوی یک گروه آنیونی اضافی هستند که جذب رطوبت سطح و قابلیتهای اتلاف بار را بیشتر افزایش میدهد. بنابراین، سورفکتانتهای آمفوتریک به عنوان عوامل آنتیاستاتیک با کارایی بالا عمل میکنند، البته با هزینه بالاتر.
سورفکتانتهای آنیونی و غیریونی به دلیل سطح جذب پایین روی سطوح الیاف، عملکرد آنتیاستاتیک ضعیفی از خود نشان میدهند. سورفکتانتهای غیریونی نسبت به سورفکتانتهای آنیونی راحتتر جذب میشوند زیرا جذب آنها تحت تأثیر بار سطحی الیاف قرار نمیگیرد، با این حال، آنها اتلاف بار ضعیفی دارند و در نتیجه ظرفیت آنتیاستاتیک بسیار پایینتری در مقایسه با سورفکتانتهای کاتیونی و آمفوتریک دارند.
دوم. عوامل آنتی استاتیک برای پلاستیکها
مکانیسم عوامل آنتی استاتیک پلاستیکی بر پایه سورفکتانت
سورفکتانتها از طریق نیروهای واندروالس که بر روی زنجیرههای هیدروکربنی آبگریز عمل میکنند، به سطوح پلاستیکی متصل میشوند و گروههای عاملی قطبی به سمت بیرون امتداد مییابند تا یک فیلم جذبشده جهتدار تشکیل دهند. این فیلم رسانایی سطحی را افزایش میدهد تا اتلاف بار استاتیک کارآمد را امکانپذیر کند و همزمان اصطکاک سطحی را روی زیرلایههای پلاستیکی تعدیل کند.
طبقهبندی بر اساس نوع ماده شیمیایی سورفکتانت
(1) سورفکتانتهای آنیونی
(2) سورفکتانتهای کاتیونی
(3) سورفکتانتهای آمفوتریک
(4) سورفکتانتهای غیر یونی
طبقهبندی بر اساس روش کاربرد
(1) عوامل آنتی استاتیک از نوع پوشش (اعمال شده بر روی سطوح مواد)
(2) عوامل آنتی استاتیک مخلوط شده با مذاب (مخلوط شده با مواد اولیه پلاستیکی در طول ترکیب)
زمان ارسال: ۱۶ ژوئیه ۲۰۲۶