La propriété de lavage detensioactifsC’est cette caractéristique fondamentale qui confère aux tensioactifs leurs nombreuses applications pratiques. Ils sont présents dans la vie quotidienne de milliers de foyers et leur utilisation se répand dans tous les secteurs d’activité et divers procédés de production industrielle.
Effet antistatiquedes tensioactifs
Les fibres, les plastiques et autres produits génèrent souvent de l'électricité statique par frottement, ce qui nuit à leurs performances. Par exemple, les tissus en fibres chargés d'électricité statique présentent fréquemment des inconvénients tels que l'adhérence à la peau, l'accumulation d'électricité statique et une tendance à absorber la poussière et à se salir. Les effets néfastes de l'électricité statique sur les produits en plastique sont encore plus importants. Ces produits, chargés d'électricité statique, non seulement absorbent facilement la poussière, ce qui altère leur transparence, la propreté de leur surface et leur aspect, mais réduit également leurs performances et leur valeur.
Pour éliminer ces phénomènes statiques, la méthode antistatique par tensioactifs est actuellement largement utilisée. Ces tensioactifs sont appelés agents antistatiques.
Section 1 Phénomènes statiques et leurs causes
Bien que les résultats de l'électrification des fibres obtenus par différents testeurs présentent quelques divergences, les fibres contenant des liaisons amide, telles que la laine, le nylon et la laine artificielle, tendent à porter des charges positives. L'état d'électrification des plastiques courants est présenté dans le tableau 10.‑2. L'ordre d'électrification des substances courantes, du positif au négatif, est indiqué ci-dessous :
(+) Polyuréthane–Cheveux–Nylon–Laine–Soie–Fibre de viscose–Coton–caoutchouc dur–Fibre d'acétate de cellulose–Vinylon–polypropylène–Polyester–Polyacrylonitrile–chlorure de polyvinyle–copolymère de chlorure de vinyle et d'acrylonitrile–polyéthylène–Polytétrafluoroéthylène (-).
Le mécanisme exact de la génération d'électricité statique n'est pas entièrement élucidé, mais il est généralement admis qu'elle résulte de la mise en contact de charges électriques entre des objets de nature différente. La charge d'un objet est déterminée par le gain ou la perte d'électrons : un objet se charge positivement lorsqu'il perd des électrons et négativement lorsqu'il en gagne.
Section 2 Agents antistatiques
Il existe deux méthodes principales pour éliminer l'électricité statique :
(1) Méthodes physiques. Étant donné que l'ampleur de l'électricité statique est affectée par la température et l'humidité, des approches physiques telles que le réglage de la température et de l'humidité et la décharge corona peuvent être utilisées pour éliminer l'électricité statique à la surface des articles.
(2) Méthodes chimiques de surface, à savoir l'utilisation de tensioactifs (également appelés agents antistatiques) pour effectuer un traitement de surface sur les produits en fibres et en plastique ou les mélanger dans des plastiques afin d'atteindre l'objectif d'élimination de l'électricité statique.
1. Agents antistatiques pour fibres
Propriétés requises des agents antistatiques :
(1) Ne modifie pas le toucher des fibres ; (2) Bonnes performances antistatiques à faible dosage et efficacité à basse température ; (3) Bonne compatibilité avec les fibres de résine ; (4) Excellente compatibilité avec d'autres auxiliaires ; (5) Ne mousse pas et ne forme pas de taches d'eau ; (6) Non toxique et non irritant pour la peau ; (7) Maintient une bonne stabilité.
Types d'agents antistatiques
Les principaux types d'agents antistatiques utilisés pour les fibres sont les tensioactifs cationiques et amphotères.
Mécanisme d'action des agents antistatiques
Le mécanisme antistatique des tensioactifs utilisés pour les fibres repose principalement sur deux aspects : la prévention de la génération d’électricité statique lors du frottement des tissus et la facilitation de 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 associée à leur capacité d’adsorption et à leur hygroscopicité sur les tissus.
Les tensioactifs cationiques peuvent facilement s'adsorber sur les surfaces des fibres chargées négativement grâce à leurs propres charges positives.
①Elles peuvent neutraliser les charges superficielles des fibres ;
②Les tensioactifs cationiques s'adsorbent à la surface des fibres selon une orientation où les ions ammonium quaternaires chargés positivement se fixent à la surface et les chaînes hydrocarbonées hydrophobes pointent vers l'extérieur, formant ainsi un film d'adsorption orienté. Ce film réduit efficacement le frottement à la surface de la fibre et atténue l'électrisation par frottement.
Pour les fibres synthétiques à faible polarité et forte hydrophobicité, les tensioactifs cationiques s'adsorbent à la surface des fibres 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. La surface de la fibre est ainsi recouverte de groupements polaires hydrophiles, ce qui améliore non seulement sa conductivité, mais augmente également son humidité superficielle, facilitant la dissipation de l'électricité statique générée par le frottement et conférant des propriétés antistatiques.
La capacité d'adsorption du chlorure de dioctadécylammonium sur les surfaces de fibres naturelles est nettement supérieure à celle sur les fibres synthétiques, ce qui indique qu'il offre de meilleures performances antistatiques sur les fibres naturelles.
À l'instar des tensioactifs cationiques, les tensioactifs 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 réduisent également le frottement. Par rapport aux tensioactifs cationiques, les tensioactifs amphotères possèdent un groupement anionique supplémentaire dans leur structure moléculaire, ce qui leur confère une meilleure rétention d'humidité et une dissipation de charge plus efficace. De ce fait, les tensioactifs amphotères sont des agents antistatiques très performants, malgré un prix relativement élevé.
Les tensioactifs anioniques et non ioniques présentent de faibles performances antistatiques en raison de leur faible capacité d'adsorption sur les surfaces des fibres. La quantité adsorbée par les tensioactifs non ioniques n'est pas affectée par la charge de surface des fibres et est supérieure à celle des tensioactifs anioniques ; cependant, leur effet sur la dissipation de l'électricité statique est faible. Par conséquent, leur capacité antistatique est bien inférieure à celle des tensioactifs cationiques et amphotères.
2. Agents antistatiques pour plastiques
Le mécanisme antistatique des tensioactifs utilisés comme agents antistatiques pour les plastiques est le suivant : les tensioactifs s’adsorbent sur les surfaces plastiques grâce à leurs chaînes hydrocarbonées hydrophobes, via des forces de van der Waals, leurs groupements polaires étant orientés vers l’extérieur. Un film d’adsorption orienté se forme alors sur la surface du plastique, assurant sa conductivité et permettant une dissipation efficace des charges statiques. Ce film d’adsorption contribue également à réduire le frottement sur les surfaces plastiques.
Classification des agents antistatiques plastiques par type de tensioactif :
(1)Type anionique;
(2) Type cationique ;
(3) Type amphotère ;
(4) Type non ionique.
Les agents antistatiques peuvent être divisés en deux catégories selon leur mode d'application :
(1) Agents antistatiques de revêtement de surface ;
(2) Préparation d'agents antistatiques.
Date de publication : 10 octobre 2026