Efecto antiestático dos surfactantes

O/Adeterxencia dos surfactantes é unha propiedade fundamental que lles dá os seus usos máis prácticos. Está implicada na vida cotiá de miles de fogares. Ademais, aplícase cada vez máis en diversas industrias e en todo tipo de produción industrial.

Efecto antiestático dos surfactantes

As fibras, os plásticos e outros produtos adoitan xerar electricidade estática debido á fricción, o que afecta o rendemento da aplicación dos seus produtos. Por exemplo, se os tecidos de fibra transportan electricidade estática, adoitan ter inconvenientes como "adherirse ao corpo" ou "adhesión estática", ademais de ser propensos a absorber po ou a ensuciarse. O impacto da electricidade estática nos produtos de plástico é aínda maior. Os produtos non só atraen o po facilmente, o que afecta á súa transparencia, limpeza da superficie e aparencia, senón que tamén reducen a usabilidade e o valor dos produtos.

Para eliminar este fenómeno da electricidade estática, na actualidade úsase principalmente o método antiestático dos surfactantes. Estes surfactantes denomínanseantiestático axentes.

1. Fenómenos electrostáticos e as súas causas

Aínda que existen algunhas diferenzas nos resultados obtidos por diferentes investigadores con respecto á orde de electrificación das fibras, as fibras con enlaces amida como a la, o nailon e a la artificial tenden a cargarse positivamente.

O estado de carga eléctrica común das substancias, de positivo a negativo, é o seguinte: (+) Poliuretano – Cabelo – Nailon – La – Seda – Fibra de viscosa – Algodón – Goma dura – Fibra de acetato – Vinilon – Polipropileno – Poliéster – Poliacrilonitrilo – Cloruro de polivinilo – Cloruro de vinilo – Copolímero de acrilonitrilo – Polietileno – Politetrafluoroetileno (-). Aínda que a causa da xeración de electricidade estática aínda non se comprende completamente, crese xeralmente que cando diferentes tipos de obxectos se frotan entre si, xéranse cargas móbiles entre os obxectos frotados, producindo así electricidade estática. O tipo de carga que leva un obxecto pode determinarse pola ganancia ou perda de electróns. Se un obxecto perde electróns, cárgase positivamente; se gaña electróns, cárgase negativamente.

1. Axente antiestático

Hai dous métodos principais para eliminar a electricidade estática:

Método físico: Dado que a magnitude da electricidade estática se ve afectada pola temperatura e a humidade, pódense empregar métodos físicos como o axuste da temperatura e a humidade e a descarga de corona para eliminar a electricidade estática na superficie dos obxectos.

Método químico superficialÉ dicir, empregar surfactantes, tamén coñecidos como axentes antiestáticos, para realizar tratamentos superficiais en fibras e produtos plásticos ou para mesturalos en plásticos para lograr o propósito de eliminar a electricidade estática.

2.I. Axentes antiestáticos para fibras

Condicións que deben cumprir os axentes antiestáticos:

(1) Non cambie o tacto da fibra;

(2) Bo efecto antiestático, pequena dose e aínda eficaz a baixas temperaturas;

(3) Boa compatibilidade coas fibras de resina;

(4) Boa compatibilidade con outros aditivos;

(5) Sen fenómeno de formación de escuma nin manchas de auga;

(6) Non tóxico nin prexudicial para a pel;

(7) Pode manter unha boa estabilidade.

2.2. Tipos de axentes antiestáticos

Os principais tipos de axentes antiestáticos empregados para as fibras son os surfactantes iónicos catiónicos e anfotéricos.

2.3. Mecanismo de acción dos axentes antiestáticos

O mecanismo antiestático dos surfactantes empregados para a protección antiestática das fibras maniféstase principalmente en dous aspectos: a prevención da xeración de electricidade estática cando se fricciona a superficie dos tecidos de fibra e a disipación das cargas superficiais. A prevención da electrificación por fricción está estreitamente relacionada coa estrutura dos surfactantes; mentres que a disipación das cargas superficiais está relacionada coa cantidade de adsorción e a higroscopicidade dos surfactantes nos tecidos de fibra.

surfactantes catiónicos poden adsorberse facilmente á superficie de fibras cargadas negativamente a través das súas propias cargas positivas.

1.Pode neutralizar a carga superficial da fibra;

2.Dado que os surfactantes catiónicos se adsorben á superficie da fibra con ións de amonio cuaternarios cargados positivamente e as cadeas de hidrocarburos hidrófobos miran cara a fóra, formando unha película de adsorción orientada composta por cadeas de hidrocarburos na superficie da fibra. Esta película de adsorción pode reducir eficazmente a forza de fricción xerada na superficie da fibra durante a fricción, debilitando así o fenómeno de electrificación por fricción.

Para fibras sintéticas con baixa polaridade e forte hidrofobicidade, os surfactantes catiónicos adsórbense á superficie da fibra a través de forzas de van der Waals coas súas cadeas de hidrocarburos hidrofóbicos, mentres que os grupos polares de amonio cuaternario miran cara a fóra, cubrindo a superficie da fibra con grupos polares hidrófilos. Isto non só aumenta a condutividade da superficie da fibra, senón que tamén aumenta a súa humidade superficial, o que é beneficioso para a disipación da electricidade estática xerada pola fricción e desempeña un papel antiestático.

A cantidade de adsorción de cloruro de dioctadecil amonio na superficie das fibras naturais é significativamente maior que a das fibras sintéticas. Isto indica que ten un mellor efecto antiestático nas fibras naturais.

Do mesmo xeito que os surfactantes catiónicos, os surfactantes iónicos anfotéricos levan cargas positivas e tamén poden adsorberse na superficie de fibras cargadas negativamente para neutralizar as cargas estáticas. Os seus grupos hidrofóbicos tamén teñen o efecto de reducir a fricción. Ademais, en comparación cos surfactantes catiónicos, teñen un grupo aniónico adicional na súa estrutura molecular, polo que poden aumentar mellor a humidade e a disipación de carga. Polo tanto, os surfactantes iónicos anfotéricos son axentes antiestáticos con bo rendemento, pero o seu prezo é relativamente alto.

Os surfactantes aniónicos e non iónicos teñen efectos antiestáticos deficientes debido á súa baixa cantidade de adsorción na superficie da fibra. A cantidade de adsorción dos surfactantes non iónicos é maior que a dos aniónicos porque non se ve afectada pola carga superficial da fibra, pero o seu efecto sobre a disipación estática é deficiente, polo que a súa capacidade antiestática é moito peor que a dos surfactantes iónicos catiónicos e anfotéricos.

1. Axente antiestático para plásticos

Mecanismo de acción dos surfactantes como axentes antiestáticos para plásticos: Os surfactantes adsórbense na superficie do plástico a través das forzas de van der Waals coas súas cadeas de hidrocarburos hidrofóbicos, mentres que os seus grupos polares se estenden cara a fóra, formando unha película de adsorción orientada de surfactantes na superficie do plástico. Esta película proporciona condutividade, o que permite que as cargas estáticas se disipen ben. Ao mesmo tempo, a película de adsorción tamén pode reducir a fricción na superficie do plástico.

Os axentes antiestáticos para plásticos clasifícanse segundo o tipo de surfactante en:

(1) Tipo aniónico;

(2) Tipo catiónico;

(3) Tipo iónico anfotérico;

(4) Tipo non iónico.

Os axentes antiestáticos pódense dividir en dúas categorías segundo o seu método de uso:

(1) Axentes antiestáticos con revestimento superficial;

(2) Axentes antiestáticos de tipo composto.