A deterxencia desurfactantesé a propiedade fundamental que sustenta as súas aplicacións prácticas máis amplas. É parte integral da vida cotiá de innumerables fogares e está a ser adoptada cada vez máis en todos os comercios e sectores de produción industrial.
Efecto antiestáticode surfactantes
A fricción xera con frecuencia electricidade estática nas fibras, plásticos e outros produtos acabados, o que prexudica o seu rendemento en servizo. Por exemplo, os tecidos téxtiles cargados de electricidade estática tenden a adherirse fortemente ao corpo ou a outras superficies e atraen facilmente o po e a sucidade. A electricidade estática exerce un impacto aínda máis grave nos produtos plásticos: os plásticos non só adsorben facilmente o po, o que compromete a súa transparencia, limpeza da superficie e atractivo estético, senón que tamén se deterioran o seu rendemento en servizo e o seu valor comercial.
O tratamento antiestático baseado en surfactantes é o método dominante empregado actualmente para eliminar a acumulación de electricidade estática, e estes surfactantes coñécense como axentes antiestáticos.
Sección 1 Electricidade estática e os seus mecanismos de xeración
Aínda que existen lixeiras discrepancias nos resultados das probas con respecto á secuencia de carga triboeléctrica das fibras de diferentes investigadores, as fibras que conteñen enlaces amida como a la, o nailon e a la artificial xeralmente tenden a levar cargas positivas.
Os comportamentos de carga dos plásticos comúns indícanse na Táboa 10-2. A secuencia triboeléctrica de substancias típicas desde a carga positiva ata a negativa é a seguinte:
(+) Poliuretano–cabelo humano–Nailon–La–Seda–fibra de viscosa–Algodón–Goma dura–acetato de celulosa–Vinilón–Polipropileno–Poliéster–Poliacrilonitrilo–Cloruro de polivinilo–Copolímero de cloruro de vinilo-acrilonitrilo–Polietileno–Politetrafluoroetileno (-)
Os mecanismos exactos da formación da electricidade estática non foron completamente dilucidados, pero existe un consenso sobre que a fricción entre substancias diferentes induce a transferencia de carga entre as superficies en contacto, xerando así electricidade estática. A polaridade da carga que leva unha substancia está determinada pola ganancia ou perda de electróns: as substancias perden electróns e cárganse positivamente, mentres que as que gañan electróns adquiren cargas negativas.
Sección 2 Axentes antiestáticos
Existen dúas estratexias principais para eliminar a electricidade estática:
Métodos físicos: Dado que a magnitude da carga estática vese afectada pola temperatura e a humidade, pódense aplicar técnicas físicas, como a regulación da temperatura e a humidade e a descarga en coroa, para eliminar a electricidade estática das superficies dos materiais.
Métodos químicos superficiais: os surfactantes, tamén coñecidos como axentes antiestáticos, utilízanse para tratar superficies de fibras e produtos plásticos ou mestúranse en matrices plásticas para eliminar a electricidade estática.
I. Axentes antiestáticos para fibras
Propiedades requiridas dos axentes antiestáticos cualificados
(1) Preservar a sensación orixinal ao tacto das fibras;
(2) Ofrecen un rendemento antiestático excepcional en doses baixas e seguen sendo eficaces en condicións de baixa temperatura;
(3) Presentan unha excelente compatibilidade coas fibras de resina;
(4) Posúe boa compatibilidade con outros auxiliares de procesamento;
(5) Non fai escuma nin deixa manchas de auga;
(6) Non tóxico nin irritante para a pel humana;
(7) Manter un rendemento estable ao longo do tempo.
Clasificación dos axentes antiestáticos para fibras
Os surfactantes catiónicos e anfotéricos constitúen as principais categorías de axentes antiestáticos para aplicacións en fibras.
Mecanismos antiestáticos
Os surfactantes exercen efectos antiestáticos nos tecidos a través de dúas vías principais: inhibindo a xeración de electricidade estática durante o contacto por fricción e facilitando a disipación das cargas estáticas superficiais. A supresión da carga por fricción está estreitamente correlacionada coa estrutura molecular do surfactante, mentres que a disipación da carga depende da capacidade de adsorción e da higroscopicidade dos surfactantes nas superficies das fibras.
surfactantes catiónicosadsorbense facilmente sobre superficies de fibras cargadas negativamente a través das súas cargas positivas intrínsecas:
1.Neutralizan as cargas superficiais inherentes das fibras;
2.Os surfactantes catiónicos únense ás fibras a través de grupos de amonio cuaternarios cargados positivamente, con cadeas de hidrocarburos hidrofóbicos orientadas cara a fóra, formando unha película adsorbida ordenada nas superficies das fibras. Esta película reduce eficazmente a fricción superficial durante o contacto e mitiga a acumulación de electricidade estática por fricción.
Para fibras sintéticas de baixa polaridade e altamente hidrofóbicas, os surfactantes catiónicos adhírense ás superficies das fibras mediante forzas de van der Waals que actúan sobre cadeas de hidrocarburos hidrofóbicos, mentres que os grupos polares de amonio cuaternario miran cara a fóra. Isto recubre as fibras cunha capa polar hidrofílica que aumenta a condutividade eléctrica superficial e a retención de humidade, acelerando a disipación da electricidade estática inducida pola fricción e proporcionando funcionalidade antiestática.
A capacidade de adsorción do cloruro de dioctadecil amonio en fibras naturais é notablemente maior que a das fibras sintéticas, o que indica unha eficacia antiestática superior para os substratos de fibra natural.
Do mesmo xeito que os surfactantes catiónicos, os surfactantes anfotéricos levan cargas positivas e adsórbense sobre superficies de fibras cargadas negativamente para neutralizar as cargas estáticas, e as súas fraccións hidrofóbicas reducen a fricción superficial. A diferenza dos surfactantes catiónicos, as moléculas anfotéricas conteñen un grupo aniónico adicional, que mellora aínda máis as capacidades de absorción de humidade superficial e disipación de carga. Polo tanto, os surfactantes anfotéricos serven como axentes antiestáticos de alto rendemento, aínda que a un custo maior.
Os surfactantes aniónicos e non iónicos mostran un rendemento antiestático débil debido aos baixos niveis de adsorción nas superficies das fibras. Os surfactantes non iónicos adsórbense máis facilmente que os surfactantes aniónicos porque a súa adsorción non se ve afectada pola carga superficial da fibra, pero ofrecen unha disipación de carga deficiente, o que resulta nunha capacidade antiestática moi inferior en comparación cos surfactantes catiónicos e anfotéricos.
II. Axentes antiestáticos para plásticos
Mecanismo dos axentes antiestáticos plásticos baseados en surfactantes
Os surfactantes únense ás superficies plásticas a través de forzas de van der Waals que actúan sobre cadeas de hidrocarburos hidrofóbicos, con grupos funcionais polares que se estenden cara a fóra para formar unha película adsorbida orientada. Esta película imparte condutividade superficial para permitir unha disipación eficiente da carga estática e, ao mesmo tempo, modera a fricción superficial nos substratos plásticos.
Clasificación por tipo químico de surfactante
(1) Tensioactivos aniónicos
(2) Tensioactivos catiónicos
(3) Tensioactivos anfotéricos
(4) Tensioactivos non iónicos
Clasificación por método de aplicación
(1) Axentes antiestáticos de tipo revestimento (aplicados ás superficies dos materiais)
(2) Axentes antiestáticos mesturados por fusión (mesturados con materias primas plásticas durante a composición)
Data de publicación: 16 de xullo de 2026