Efek antistatik surfaktan

Itudaya pembersih Kestabilan surfaktan adalah sifat mendasar yang memberikan surfaktan kegunaan praktis yang paling luas. Sifat ini terlibat dalam kehidupan sehari-hari ribuan rumah tangga. Terlebih lagi, sifat ini semakin banyak diterapkan di berbagai industri dan semua jenis produksi industri.

Efek antistatik surfaktan

Serat, plastik, dan produk lainnya sering menghasilkan listrik statis akibat gesekan, yang memengaruhi kinerja aplikasi produk tersebut. Misalnya, jika kain serat menghasilkan listrik statis, seringkali terdapat kekurangan seperti "menempel pada tubuh" atau "adhesi statis", serta mudah menyerap debu atau menjadi kotor. Dampak listrik statis pada produk plastik bahkan lebih besar. Produk tidak hanya mudah menarik debu, memengaruhi transparansi, kebersihan permukaan, dan penampilannya, tetapi juga mengurangi kegunaan dan nilai produk tersebut.

Untuk menghilangkan fenomena listrik statis ini, metode antistatik surfaktan banyak digunakan saat ini. Surfaktan tersebut disebut...antistatik agen.

1. Fenomena elektrostatik dan penyebabnya

Meskipun terdapat beberapa perbedaan hasil yang diperoleh oleh peneliti yang berbeda mengenai urutan elektrifikasi serat, serat dengan ikatan amida seperti wol, nilon, dan wol sintetis cenderung bermuatan positif.

Status muatan listrik umum suatu zat, dari positif ke negatif, adalah sebagai berikut: (+) Poliuretan – Rambut – Nilon – Wol – Sutra – Serat Viskosa – Kapas – Karet Keras – Serat Asetat – Vinilon – Polipropilen – Poliester – Poliakrilonitril – Polivinil Klorida – Vinil Klorida – Kopolimer Akrilonitril – Polietilen – Politetrafluoroetilen (-). Meskipun penyebab timbulnya listrik statis belum sepenuhnya dipahami, secara umum diyakini bahwa ketika berbagai jenis benda saling bergesekan, muatan bergerak dihasilkan di antara benda-benda yang bergesekan, sehingga menghasilkan listrik statis. Jenis muatan yang dibawa suatu benda dapat ditentukan oleh perolehan atau kehilangan elektron. Jika suatu benda kehilangan elektron, benda tersebut menjadi bermuatan positif; jika memperoleh elektron, benda tersebut menjadi bermuatan negatif.

1. Agen antistatik

Ada dua metode utama untuk menghilangkan listrik statis:

Metode fisik: Karena besarnya listrik statis dipengaruhi oleh suhu dan kelembapan, metode fisik seperti mengatur suhu dan kelembapan, serta pelepasan korona dapat digunakan untuk menghilangkan listrik statis pada permukaan benda.

Metode kimia permukaanArtinya, menggunakan surfaktan, yang juga dikenal sebagai zat antistatik, untuk melakukan perawatan permukaan pada serat dan produk plastik atau mencampurnya ke dalam plastik untuk mencapai tujuan menghilangkan listrik statis.

2.I. Zat antistatik untuk serat

Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh agen antistatik:

(1) Jangan mengubah tekstur serat;

(2) Efek antistatik yang baik, dosis kecil, dan tetap efektif pada suhu rendah;

(3) Kompatibilitas yang baik dengan serat resin;

(4) Kompatibilitas yang baik dengan aditif lainnya;

(5) Tidak ada fenomena berbusa dan tidak ada noda air;

(6) Tidak beracun dan tidak merusak kulit;

(7) Dapat mempertahankan stabilitas yang baik.

2.2. Jenis-jenis agen antistatik

Jenis utama zat antistatik yang digunakan untuk serat adalah surfaktan kationik dan surfaktan ionik amfoterik.

2.3. Mekanisme kerja agen antistatik

Mekanisme antistatik surfaktan yang digunakan untuk antistatik serat terutama terwujud dalam dua aspek: mencegah timbulnya listrik statis ketika permukaan kain serat digosok dan menghilangkan muatan permukaan. Pencegahan elektrifikasi gesekan sangat berkaitan dengan struktur surfaktan; sedangkan penghilangan muatan permukaan berkaitan dengan jumlah adsorpsi dan higroskopisitas surfaktan pada kain serat.

Surfaktan kationik dapat dengan mudah terserap ke permukaan serat bermuatan negatif melalui muatan positifnya sendiri.

①Hal ini dapat menetralkan muatan permukaan serat;

②Karena surfaktan kationik teradsorpsi ke permukaan serat dengan ion amonium kuaterner bermuatan positif, dan rantai hidrokarbon hidrofobik menghadap ke luar, membentuk lapisan adsorpsi terorientasi yang terdiri dari rantai hidrokarbon pada permukaan serat. Lapisan adsorpsi ini dapat secara efektif mengurangi gaya gesekan yang dihasilkan pada permukaan serat selama gesekan, sehingga melemahkan fenomena elektrifikasi gesekan.

Untuk serat sintetis dengan polaritas rendah dan hidrofobisitas kuat, surfaktan kationik teradsorpsi ke permukaan serat melalui gaya van der Waals dengan rantai hidrokarbon hidrofobiknya, sementara gugus amonium kuaterner polar menghadap ke luar, menutupi permukaan serat dengan gugus polar hidrofilik. Hal ini tidak hanya meningkatkan konduktivitas permukaan serat tetapi juga meningkatkan kelembaban permukaannya, yang bermanfaat untuk menghilangkan listrik statis yang dihasilkan oleh gesekan dan berperan sebagai antistatik.

Jumlah adsorpsi dioctadecyl ammonium chloride pada permukaan serat alami jauh lebih tinggi dibandingkan pada serat sintetis. Hal ini menunjukkan bahwa senyawa tersebut memiliki efek antistatik yang lebih baik pada serat alami.

Seperti surfaktan kationik, surfaktan ionik amfoterik membawa muatan positif dan juga dapat terserap pada permukaan serat bermuatan negatif untuk menetralkan muatan statis. Gugus hidrofobiknya juga memiliki efek mengurangi gesekan. Selain itu, dibandingkan dengan surfaktan kationik, surfaktan ionik amfoterik memiliki gugus anionik tambahan dalam struktur molekulnya, sehingga dapat lebih baik meningkatkan kelembapan dan disipasi muatan. Oleh karena itu, surfaktan ionik amfoterik merupakan agen antistatik dengan kinerja yang baik, tetapi harganya relatif tinggi.

Surfaktan anionik dan non-ionik memiliki efek antistatik yang buruk karena jumlah adsorpsinya yang rendah pada permukaan serat. Jumlah adsorpsi surfaktan non-ionik lebih tinggi daripada surfaktan anionik karena tidak dipengaruhi oleh muatan permukaan serat, tetapi efeknya pada penghilangan muatan statis buruk, sehingga kemampuan antistatiknya jauh lebih buruk daripada surfaktan kationik dan amfoterik.

1. Zat antistatik untuk plastik

Mekanisme kerja surfaktan sebagai zat antistatik untuk plastik: Surfaktan teradsorpsi pada permukaan plastik melalui gaya van der Waals dengan rantai hidrokarbon hidrofobiknya, sementara gugus polarnya memanjang ke luar, membentuk lapisan adsorpsi surfaktan yang terorientasi pada permukaan plastik. Lapisan ini memberikan konduktivitas, memungkinkan muatan statis untuk menghilang dengan baik. Pada saat yang sama, lapisan adsorpsi juga dapat mengurangi gesekan pada permukaan plastik.

Zat antistatik plastik diklasifikasikan menurut jenis surfaktan menjadi:

(1) Tipe anionik;

(2) Tipe kationik;

(3) Tipe ionik amfoterik;

(4) Tipe non-ionik.

Agen antistatik dapat dibagi menjadi dua kategori berdasarkan cara penggunaannya:

(1) Agen antistatik berlapis permukaan;

(2) Agen antistatik tipe peracikan.