Pinta-aktiivisten aineiden antistaattinen vaikutus

Thepesuaine Pinta-aktiivisten aineiden ominaisuus on perustavanlaatuinen ominaisuus, joka antaa niille käytännöllisimmät käyttötarkoitukset. Se on osa tuhansien kotitalouksien jokapäiväistä elämää. Lisäksi sitä käytetään yhä enemmän eri teollisuudenaloilla ja kaikenlaisessa teollisessa tuotannossa.

Pinta-aktiivisten aineiden antistaattinen vaikutus

Kuidut, muovit ja muut tuotteet tuottavat usein staattista sähköä kitkan vuoksi, mikä vaikuttaa niiden tuotteiden käyttösuorituskykyyn. Esimerkiksi jos kuitukankaat kuljettavat staattista sähköä, niillä on usein haittoja, kuten "tarttuminen kehoon" tai "staattinen tarttuminen", sekä taipumus imeä pölyä tai likaantua. Staattisen sähkön vaikutus muovituotteisiin on vielä suurempi. Tuotteet eivät ainoastaan ​​kerää helposti pölyä, mikä vaikuttaa niiden läpinäkyvyyteen, pinnan puhtauteen ja ulkonäköön, vaan ne myös vähentävät tuotteiden käytettävyyttä ja arvoa.

Tämän staattisen sähkön ilmiön poistamiseksi käytetään nykyään enimmäkseen pinta-aktiivisten aineiden antistaattista menetelmää. Tällaisia ​​pinta-aktiivisia aineita kutsutaanantistaattinen agentit.

1. Sähköstaattiset ilmiöt ja niiden syyt

Vaikka eri tutkijoiden saamissa tuloksissa on joitakin eroja kuitujen sähköistymisjärjestyksen suhteen, amidisidoksia sisältävät kuidut, kuten villa, nailon ja keinovilla, ovat yleensä positiivisesti varautuneita.

Aineiden yleinen sähköinen varaustila positiivisesta negatiiviseen on seuraava: (+) Polyuretaani – Hiukset – Nailon – Villa – Silkki – Viskoosikuitu – Puuvilla – Kovakumi – Asetaattikuitu – Vinyyli – Polypropeeni – Polyesteri – Polyakrylonitriili – Polyvinyylikloridi – Vinyylikloridi – Akryylinitriilikopolymeeri – Polyeteeni – Polytetrafluoroeteeni (-). Vaikka staattisen sähkön syntymisen syytä ei vielä täysin ymmärretä, yleisesti uskotaan, että kun erityyppiset esineet hankautuvat toisiaan vasten, hierottujen esineiden välille syntyy liikkuvia varauksia, jotka tuottavat staattista sähköä. Esineen kantaman varauksen tyyppi voidaan määrittää elektronien vahvistumisen tai menetyksen perusteella. Jos esine menettää elektroneja, siitä tulee positiivisesti varautunut; jos se vastaanottaa elektroneja, siitä tulee negatiivisesti varautunut.

1. Antistaattinen aine

Staattisen sähkön poistamiseen on kaksi päätapaa:

Fysikaalinen menetelmä: Koska lämpötila ja kosteus vaikuttavat staattisen sähkön suuruuteen, fysikaalisia menetelmiä, kuten lämpötilan ja kosteuden säätöä sekä koronapurkausta, voidaan käyttää staattisen sähkön poistamiseen esineiden pinnalta.

Pintakemiallinen menetelmäEli pinta-aktiivisten aineiden, jotka tunnetaan myös antistaattisina aineina, käyttö kuitujen ja muovituotteiden pintakäsittelyyn tai niiden sekoittamiseen muoveihin staattisen sähkön poistamiseksi.

2.I. Antistaattiset aineet kuiduille

Edellytykset, jotka antistaattisten aineiden on täytettävä:

(1) Älä muuta kuidun tuntumaa käden tuntumalla;

(2) Hyvä antistaattinen vaikutus, pieni annos ja silti tehokas matalissa lämpötiloissa;

(3) Hyvä yhteensopivuus hartsikuitujen kanssa;

(4) Hyvä yhteensopivuus muiden lisäaineiden kanssa;

(5) Ei vaahtoamista eikä vesitahroja;

(6) Myrkytön ja iholle vahingoittamaton;

(7) Pystyy ylläpitämään hyvää vakautta.

2.2. Antistaattisten aineiden tyypit

Kuiduissa käytettävien antistaattisten aineiden päätyypit ovat kationiset ja amfoteeriset ioniset pinta-aktiiviset aineet.

2.3. Antistaattisten aineiden vaikutusmekanismi

Kuitujen antistaattisuuteen käytettyjen pinta-aktiivisten aineiden antistaattinen mekanismi ilmenee pääasiassa kahdessa näkökohdassa: staattisen sähkön syntymisen estämisessä kuitukankaiden pinnan hankauksen yhteydessä ja pintavarausten häviämisessä. Kitkasähköistymisen estäminen liittyy läheisesti pinta-aktiivisten aineiden rakenteeseen, kun taas pintavarausten häviäminen liittyy pinta-aktiivisten aineiden adsorptiomäärään ja hygroskooppisuuteen kuitukankaissa.

Kationiset pinta-aktiiviset aineet voivat helposti adsorboitua negatiivisesti varautuneiden kuitujen pintaan omien positiivisten varaustensa kautta.

①Se voi neutraloida kuidun pintavarauksen;

②Koska kationiset pinta-aktiiviset aineet adsorboituvat kuidun pintaan positiivisesti varautuneiden kvaternääristen ammoniumionien kanssa ja hydrofobiset hiilivetyketjut osoittavat ulospäin, kuidun pinnalle muodostuu suuntautunut hiilivetyketjuista koostuva adsorptiokalvo, tämä adsorptiokalvo voi tehokkaasti vähentää kuidun pinnalle kitkan aikana syntyvää kitkavoimaa ja heikentää siten kitkan sähköistymisilmiötä.

Alhaisen polaarisuuden ja vahvan hydrofobisuuden omaavissa synteettisissä kuiduissa kationiset pinta-aktiiviset aineet adsorboituvat kuidun pintaan van der Waalsin voimien kautta hydrofobisten hiilivetyketjujensa avulla, kun taas polaariset kvaternääriset ammoniumryhmät osoittavat ulospäin peittäen kuidun pinnan hydrofiilisillä polaarisilla ryhmillä. Tämä ei ainoastaan ​​lisää kuidun pinnan johtavuutta, vaan myös lisää sen pinnan kosteutta, mikä on hyödyllistä kitkan aiheuttaman staattisen sähkön purkamiselle ja toimii antistaattisesti.

Dioktadekyyliammoniumkloridin adsorptiomäärä luonnonkuitujen pinnalle on huomattavasti suurempi kuin synteettisten kuitujen pinnalle. Tämä osoittaa, että sillä on parempi antistaattinen vaikutus luonnonkuituihin.

Kuten kationiset pinta-aktiiviset aineet, myös amfoteeriset ioniset pinta-aktiiviset aineet kantavat positiivisia varauksia ja voivat adsorboitua negatiivisesti varautuneiden kuitujen pinnalle neutraloidakseen staattisia varauksia. Niiden hydrofobisilla ryhmillä on myös kitkaa vähentävä vaikutus. Lisäksi niillä on kationisiin pinta-aktiivisiin aineisiin verrattuna molekyylirakenteessaan ylimääräinen anioninen ryhmä, joten ne voivat paremmin lisätä kosteutta ja poistaa varauksia. Siksi amfoteeriset ioniset pinta-aktiiviset aineet ovat antistaattisia aineita, joilla on hyvä suorituskyky, mutta niiden hinta on suhteellisen korkea.

Anionisilla ja ionittomilla pinta-aktiivisilla aineilla on heikko antistaattinen vaikutus, koska ne adsorboituvat alhaisesti kuidun pintaan. Ionittomien pinta-aktiivisten aineiden adsorboitumismäärä on suurempi kuin anionisten, koska kuidun pintavaraus ei vaikuta siihen, mutta niiden vaikutus staattisen sähkön purkautumiseen on heikko, joten niiden antistaattinen kyky on huomattavasti huonompi kuin kationisten ja amfoteeristen ionisten pinta-aktiivisten aineiden.

1. Antistaattinen aine muoveille

Pinta-aktiivisten aineiden vaikutusmekanismi muovien antistaattisina aineina: Pinta-aktiiviset aineet adsorboituvat muovin pinnalle van der Waalsin voimien avulla hydrofobisten hiilivetyketjujensa avulla, kun taas niiden polaariset ryhmät ulottuvat ulospäin muodostaen suuntautuneen pinta-aktiivisten aineiden adsorptiokalvon muovin pinnalle. Tämä kalvo tarjoaa johtavuutta, jolloin staattiset varaukset pääsevät haihtumaan hyvin. Samalla adsorptiokalvo voi myös vähentää kitkaa muovin pinnalla.

Muoviset antistaattiset aineet luokitellaan pinta-aktiivisen aineen tyypin mukaan:

(1) Anioninen tyyppi;

(2) Kationinen tyyppi;

(3) Amfoteerinen ionityyppi;

(4) Ei-ioninen tyyppi.

Antistaattiset aineet voidaan jakaa kahteen luokkaan käyttötapansa mukaan:

(1) Pinnoitetut antistaattiset aineet;

(2) Yhdistetyyppiset antistaattiset aineet.