Svojstvo pranjasurfaktantije temeljna karakteristika koja surfaktantima daje njihovu najveću praktičnu primjenu. Uključen je u svakodnevni život tisuća kućanstava i sve se više primjenjuje u svim sferama života i raznim industrijskim proizvodnim procesima.
Antistatički učinaksurfaktanata
Vlakna, plastika i drugi proizvodi često stvaraju statički elektricitet zbog trenja, što narušava njihovu učinkovitost. Na primjer, vlaknaste tkanine sa statičkim nabojem često imaju nedostatke poput prianjanja uz tijelo, statičkog prianjanja i sklonosti upijanju prašine i prljanju. Negativni utjecaji statičkog elektriciteta na plastične proizvode još su ozbiljniji. Statički nabijeni plastični proizvodi ne samo da lako upijaju prašinu, što oštećuje prozirnost, čistoću površine i izgled proizvoda, već i smanjuje njihovu uporabnu učinkovitost i vrijednost.
Kako bi se uklonili takvi statički fenomeni, trenutno se široko primjenjuje antistatička metoda s površinski aktivnim tvarima. Takvi surfaktanti poznati su kao antistatička sredstva.
Odjeljak 1 Statičke pojave i njihovi uzroci
Iako postoje određena odstupanja u rezultatima sekvence elektrifikacije vlakana dobivenih različitim ispitivačima, vlakna koja sadrže amidne veze poput vune, najlona i umjetne vune obično nose pozitivne naboje. Status elektrifikacije uobičajenih plastika prikazan je u Tablici 10.‑2. Slijed elektrifikacije uobičajenih tvari od pozitivnog do negativnog naveden je u nastavku:
(+) Poliuretan–Dlaka–Najlon–Vuna–Svila–Viskozna vlakna–Pamuk–Tvrda guma–Celulozna acetatna vlakna–Vinilon–Polipropilen–Poliester–Poliakrilonitril–Polivinilklorid–Kopolimer vinil klorida i akrilonitrila–Polietilen–Politetrafluoroetilen (-).
Točan mehanizam stvaranja statičkog elektriciteta nije u potpunosti razjašnjen, no postoji konsenzus da statički elektricitet nastaje zbog mobilnih naboja koji se stvaraju između objekata kada se različite vrste objekata trljaju jedan o drugi. Vrsta naboja koju objekt nosi određena je dobitkom ili gubitkom elektrona. Objekt postaje pozitivno nabijen kada gubi elektrone, a negativno nabijen kada prima elektrone.
Odjeljak 2 Antistatička sredstva
Postoje dvije glavne metode za uklanjanje statičkog elektriciteta:
(1) Fizičke metode. Budući da na veličinu statičkog elektriciteta utječu temperatura i vlažnost, fizički pristupi poput podešavanja temperature i vlažnosti te koronskog pražnjenja mogu se koristiti za uklanjanje statičkog elektriciteta s površine predmeta.
(2) Površinske kemijske metode, naime korištenje surfaktanata (također nazvanih antistatička sredstva) za provođenje površinske obrade vlakana i plastičnih proizvoda ili njihovo miješanje s plastikom radi postizanja cilja uklanjanja statičkog elektriciteta.
1. Antistatička sredstva za vlakna
Potrebna svojstva antistatičkih sredstava:
(1) Ne mijenja osjećaj vlakana na dodir; (2) Dobre antistatičke performanse s niskim doziranjem i učinkovitošću na niskim temperaturama; (3) Dobra kompatibilnost sa smolastim vlaknima; (4) Izvrsna kompatibilnost s drugim pomoćnim sredstvima; (5) Ne pjeni se i ne stvara mrlje od vode; (6) Netoksično i ne nadražuje kožu; (7) Održava dobru stabilnost.
Vrste antistatičkih sredstava
Glavne vrste antistatičkih sredstava koja se koriste za vlakna su kationski i amfoterni surfaktanti.
Mehanizam djelovanja antistatika
Antistatički mehanizam surfaktanata koji se koriste u antistatičke svrhe za vlakna uglavnom se ogleda u dva aspekta: sprječavanju stvaranja statičkog elektriciteta kada su vlaknaste tkanine izložene trenju i olakšavanju rasipanja površinskih naboja. Sprječavanje elektrizacije trenjem usko je povezano sa strukturom surfaktanata, dok je rasipanje površinskih naboja povezano s adsorpcijskim kapacitetom i higroskopnošću surfaktanata na vlaknastim tkaninama.
Kationski surfaktanti se lako adsorbiraju na negativno nabijene površine vlakana putem vlastitih pozitivnih naboja.
1Mogu neutralizirati površinske naboje vlakana;
2Kationski surfaktanti adsorbiraju se na površinama vlakana u orijentaciji gdje se pozitivno nabijeni kvaternarni amonijevi ioni vežu za površinu vlakana, a hidrofobni ugljikovodični lanci usmjereni su prema van, tvoreći orijentirani adsorpcijski film sastavljen od ugljikovodičnih lanaca na površini vlakana. Ovaj adsorpcijski film može učinkovito smanjiti trenje na površini vlakana tijekom trenja i oslabiti elektrifikaciju trenjem.
Kod sintetičkih vlakana niske polarnosti i jake hidrofobnosti, kationski surfaktanti adsorbiraju se na površine vlakana putem van der Waalsovih sila svojim hidrofobnim ugljikovodičnim lancima, dok su polarne kvaterne amonijeve skupine okrenute prema van. Površina vlakana je stoga prekrivena hidrofilnim polarnim skupinama, što ne samo da poboljšava vodljivost površine vlakna, već i povećava njezinu površinsku vlažnost, olakšavajući raspršivanje statičkog elektriciteta nastalog trenjem i pružajući antistatičke učinke.
Adsorpcijski kapacitet dioktadecil amonijevog klorida na površinama prirodnih vlakana znatno je veći nego na sintetičkim vlaknima, što ukazuje na to da postiže bolje antistatičke performanse na prirodnim vlaknima.
Poput kationskih surfaktanata, amfoterni surfaktanti nose pozitivne naboje i mogu se adsorbirati na negativno nabijene površine vlakana kako bi neutralizirali statičke naboje. Njihove hidrofobne skupine također smanjuju trenje. U usporedbi s kationskim surfaktantima, amfoterni surfaktanti imaju dodatnu anionsku skupinu u svojoj molekularnoj strukturi, što omogućuje bolje zadržavanje vlage i odvođenje naboja. Stoga su amfoterni surfaktanti visokoučinkovita antistatička sredstva, iako po relativno visokoj cijeni.
Anionski i neionski surfaktanti pokazuju slabe antistatičke performanse zbog niskog adsorpcijskog kapaciteta na površinama vlakana. Adsorpcijska količina neionskih surfaktanata nije pod utjecajem površinskog naboja vlakana i veća je od one anionskih surfaktanata, no imaju slab učinak na disipaciju statičkog elektriciteta. Stoga je njihov antistatički kapacitet daleko lošiji od kapaciteta kationskih i amfoternih surfaktanata.
2. Antistatička sredstva za plastiku
Antistatički mehanizam surfaktanata koji se koriste kao antistatička sredstva za plastiku je sljedeći: surfaktanti se adsorbiraju na plastične površine svojim hidrofobnim ugljikovodičnim lancima putem van der Waalsovih sila, s polarnim skupinama koje se protežu prema van. Na plastičnoj površini formira se orijentirani adsorpcijski film surfaktanata koji osigurava vodljivost, omogućujući učinkovito raspršivanje statičkog naboja. U međuvremenu, adsorpcijski film također može ublažiti trenje na plastičnim površinama.
Klasifikacija plastičnih antistatičkih sredstava prema vrsti surfaktanta:
(1)Anionski tip;
(2) Kationski tip;
(3) Amfoterni tip;
(4) Neionski tip.
Antistatička sredstva se mogu podijeliti u dvije kategorije prema načinu primjene:
(1) Antistatička sredstva za površinske premaze;
(2) Mješavina antistatičkih sredstava.
Vrijeme objave: 10. listopada 2026.