Effet antistatique des tensioactifs

Ledétergence L'affinité des tensioactifs est une propriété fondamentale qui leur confère leurs nombreuses applications pratiques. Ils sont présents dans le quotidien de milliers de foyers. De plus, leur utilisation se développe dans divers secteurs industriels et tous types de production industrielle.

Effet antistatique des tensioactifs

Les fibres, les plastiques et autres matériaux génèrent souvent de l'électricité statique par frottement, ce qui affecte leurs performances. Par exemple, les tissus en fibres chargés d'électricité statique présentent souvent des inconvénients tels que l'adhérence à la peau et une tendance à absorber la poussière ou à se salir. L'impact de l'électricité statique sur les produits en plastique est encore plus important. Non seulement ces produits attirent facilement la poussière, ce qui altère leur transparence, leur propreté et leur aspect, mais cela réduit également leur utilité et leur valeur.

Pour éliminer ce phénomène d'électricité statique, la méthode antistatique par tensioactifs est actuellement la plus utilisée. Ces tensioactifs sont appelésantistatique agents.

1. Les phénomènes électrostatiques et leurs causes

Bien que les résultats obtenus par différents chercheurs présentent quelques différences concernant l'ordre d'électrification des fibres, les fibres à liaisons amides telles que la laine, le nylon et la laine artificielle ont tendance à être chargées positivement.

L'état de charge électrique courant des substances, du positif au négatif, est le suivant : (+) Polyuréthane – Cheveux – Nylon – Laine – Soie – Fibre de viscose – Coton – Caoutchouc dur – Fibre d'acétate – Vinylon – Polypropylène – Polyester – Polyacrylonitrile – Chlorure de polyvinyle – Chlorure de vinyle – Copolymère d'acrylonitrile – Polyéthylène – Polytétrafluoroéthylène (-). Bien que la cause de la génération d'électricité statique ne soit pas encore totalement comprise, on pense généralement que lorsque différents types d'objets se frottent les uns contre les autres, des charges électriques se déplacent entre eux, produisant ainsi de l'électricité statique. Le type de charge que porte un objet est déterminé par le gain ou la perte d'électrons. Si un objet perd des électrons, il devient chargé positivement ; s'il en gagne, il devient chargé négativement.

1. Agent antistatique

Il existe deux méthodes principales pour éliminer l'électricité statique :

Méthode physique : L’intensité de l’électricité statique étant influencée par la température et l’humidité, des méthodes physiques telles que le réglage de la température et de l’humidité, ainsi que la décharge corona, peuvent être utilisées pour éliminer l’électricité statique à la surface des objets.

méthode chimique de surfaceC’est-à-dire l’utilisation de tensioactifs, également appelés agents antistatiques, pour effectuer un traitement de surface sur les fibres et les produits en plastique ou pour les mélanger aux plastiques afin d’éliminer l’électricité statique.

2.I. Agents antistatiques pour fibres

Conditions que doivent remplir les agents antistatiques :

(1) Ne modifiez pas le toucher de la fibre ;

(2) Bon effet antistatique, faible dosage et toujours efficace à basses températures ;

(3) Bonne compatibilité avec les fibres de résine ;

(4) Bonne compatibilité avec d’autres additifs ;

(5) Aucun phénomène de mousse et aucune tache d'eau ;

(6) Non toxique et non nocif pour la peau ;

(7) Peut maintenir une bonne stabilité.

2.2. Types d'agents antistatiques

Les principaux types d'agents antistatiques utilisés pour les fibres sont les tensioactifs ioniques cationiques et amphotères.

2.3. Mécanisme d'action des agents antistatiques

Le mécanisme antistatique des tensioactifs utilisés pour les fibres se manifeste principalement sous deux aspects : la prévention de la génération d’électricité statique lors du frottement de la surface des tissus et la dissipation des charges de surface. La prévention de l’électrisation par frottement est étroitement liée à la structure des tensioactifs, tandis que la dissipation des charges de surface est liée à la quantité adsorbée et à l’hygroscopicité des tensioactifs sur les tissus.

tensioactifs cationiques peuvent facilement s'adsorber à la surface des fibres chargées négativement grâce à leurs propres charges positives.

①Elle peut neutraliser la charge superficielle de la fibre ;

②Les tensioactifs cationiques s'adsorbent à la surface des fibres grâce à leurs ions ammonium quaternaires chargés positivement. Leurs chaînes hydrocarbonées hydrophobes étant orientées vers l'extérieur, elles forment un film d'adsorption orienté. Ce film réduit efficacement la force de frottement générée à la surface des fibres lors du frottement, atténuant ainsi le phénomène d'électrisation par frottement.

Pour les fibres synthétiques à faible polarité et forte hydrophobicité, les tensioactifs cationiques s'adsorbent à la surface de la fibre par des forces de van der Waals grâce à leurs chaînes hydrocarbonées hydrophobes, tandis que les groupements ammoniums quaternaires polaires sont orientés vers l'extérieur, recouvrant la surface de la fibre de groupements polaires hydrophiles. Ceci augmente non seulement la conductivité de la surface de la fibre, mais aussi son humidité, ce qui favorise la dissipation de l'électricité statique générée par le frottement et joue un rôle antistatique.

La quantité de chlorure de dioctadécylammonium adsorbée à la surface des fibres naturelles est nettement supérieure à celle adsorbée sur les fibres synthétiques. Ceci indique un meilleur effet antistatique sur les fibres naturelles.

À l'instar des tensioactifs cationiques, les tensioactifs ioniques amphotères portent des charges positives et peuvent s'adsorber à la surface des fibres chargées négativement afin de neutraliser les charges statiques. Leurs groupements hydrophobes contribuent également à réduire le frottement. De plus, contrairement aux tensioactifs cationiques, ils possèdent un groupement anionique supplémentaire dans leur structure moléculaire, ce qui leur permet d'accroître l'humidité et la dissipation des charges. Par conséquent, les tensioactifs ioniques amphotères sont des agents antistatiques performants, mais leur prix est relativement élevé.

Les tensioactifs anioniques et non ioniques présentent de faibles propriétés antistatiques du fait de leur faible adsorption à la surface des fibres. L'adsorption des tensioactifs non ioniques est supérieure à celle des tensioactifs anioniques car elle n'est pas influencée par la charge superficielle de la fibre ; toutefois, leur effet sur la dissipation de l'électricité statique est faible, ce qui explique leur pouvoir antistatique nettement inférieur à celui des tensioactifs cationiques et ioniques amphotères.

1. Agent antistatique pour plastiques

Mécanisme d'action des tensioactifs comme agents antistatiques pour les plastiques : les tensioactifs s'adsorbent à la surface du plastique par des forces de van der Waals grâce à leurs chaînes hydrocarbonées hydrophobes, tandis que leurs groupements polaires s'étendent vers l'extérieur, formant un film d'adsorption orienté. Ce film assure la conductivité, permettant une bonne dissipation des charges statiques. Parallèlement, il contribue également à réduire le frottement à la surface du plastique.

Les agents antistatiques pour plastiques sont classés selon le type de tensioactif en :

(1) Type anionique ;

(2) Type cationique ;

(3) Type ionique amphotère ;

(4) Type non ionique.

Les agents antistatiques peuvent être divisés en deux catégories selon leur mode d'utilisation :

(1) Agents antistatiques à revêtement de surface ;

(2) Agents antistatiques de type composé.