ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ანტისტატიკური ეფექტი

ისსარეცხი საშუალება ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ერთ-ერთი ფუნდამენტური თვისებაა, რომელიც ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს ყველაზე პრაქტიკულ გამოყენებას აძლევს. ის ათასობით ოჯახის ყოველდღიურ ცხოვრებაშია ჩართული. უფრო მეტიც, ის სულ უფრო ხშირად გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიასა და ყველა სახის სამრეწველო წარმოებაში.

ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ანტისტატიკური ეფექტი

ბოჭკოები, პლასტმასები და სხვა პროდუქტები ხშირად წარმოქმნიან სტატიკურ ელექტროენერგიას ხახუნის გამო, რაც გავლენას ახდენს მათი პროდუქციის გამოყენების ეფექტურობაზე. მაგალითად, თუ ბოჭკოვანი ქსოვილები ატარებენ სტატიკურ ელექტროენერგიას, მათ ხშირად აქვთ ნაკლოვანებები, როგორიცაა „სხეულზე მიკვრა“ ან „სტატიკური ადჰეზია“, ასევე მტვრის შთანთქმის ან დაბინძურებისადმი მიდრეკილება. სტატიკური ელექტროენერგიის გავლენა პლასტმასის პროდუქტებზე კიდევ უფრო დიდია. პროდუქტები არა მხოლოდ ადვილად იზიდავს მტვერს, რაც გავლენას ახდენს მათ გამჭვირვალობაზე, ზედაპირის სისუფთავესა და გარეგნობაზე, არამედ ამცირებს პროდუქციის გამოყენებადობას და ღირებულებას.

ამ სტატიკური ელექტროენერგიის ფენომენის აღმოსაფხვრელად, ამჟამად ძირითადად გამოიყენება ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ანტისტატიკური მეთოდი. ასეთ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს უწოდებენანტისტატიკური აგენტები.

1. ელექტროსტატიკური მოვლენები და მათი გამომწვევი მიზეზები

მიუხედავად იმისა, რომ ბოჭკოების ელექტრიფიკაციის თანმიმდევრობასთან დაკავშირებით სხვადასხვა მკვლევრის მიერ მიღებულ შედეგებში გარკვეული განსხვავებებია, ამიდური ბმების მქონე ბოჭკოები, როგორიცაა მატყლი, ნეილონი და ხელოვნური მატყლი, დადებითად დამუხტულია.

ნივთიერებების ელექტრული დამუხტვის საერთო მდგომარეობა, დადებითიდან უარყოფითამდე, შემდეგია: (+) პოლიურეთანი - თმა - ნეილონი - მატყლი - აბრეშუმი - ვისკოზის ბოჭკო - ბამბა - მყარი რეზინი - აცეტატის ბოჭკო - ვინილი - პოლიპროპილენი - პოლიესტერი - პოლიაკრილონიტრილი - პოლივინილქლორიდი - ვინილქლორიდი - აკრილონიტრილის კოპოლიმერი - პოლიეთილენი - პოლიტეტრაფტორეთილენი (-). მიუხედავად იმისა, რომ სტატიკური ელექტროენერგიის წარმოქმნის მიზეზი ჯერ კიდევ ბოლომდე შესწავლილი არ არის, ზოგადად ითვლება, რომ როდესაც სხვადასხვა ტიპის ობიექტები ერთმანეთს ეხახუნება, მოძრავი მუხტები წარმოიქმნება ეხახუნ ობიექტებს შორის, რაც წარმოქმნის სტატიკურ ელექტროენერგიას. ობიექტის მუხტის ტიპი შეიძლება განისაზღვროს ელექტრონების მომატებით ან დაკარგვით. თუ ობიექტი კარგავს ელექტრონებს, ის დადებითად დამუხტვადი ხდება; თუ ის ელექტრონებს იძენს, ის უარყოფითად დამუხტვადი ხდება.

1. ანტისტატიკური აგენტი

სტატიკური ელექტროენერგიის აღმოფხვრის ორი ძირითადი მეთოდი არსებობს:

ფიზიკური მეთოდი: რადგან სტატიკური ელექტროენერგიის სიდიდეზე გავლენას ახდენს ტემპერატურა და ტენიანობა, ობიექტების ზედაპირზე სტატიკური ელექტროენერგიის აღმოსაფხვრელად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფიზიკური მეთოდები, როგორიცაა ტემპერატურისა და ტენიანობის რეგულირება და კორონას განმუხტვა.

ზედაპირული ქიმიური მეთოდიანუ, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების, ასევე ანტისტატიკური აგენტების გამოყენება ბოჭკოებისა და პლასტმასის პროდუქტების ზედაპირული დამუშავებისთვის ან მათი პლასტმასში შესარევად სტატიკური ელექტროენერგიის აღმოფხვრის მიზნით.

2.I. ბოჭკოების ანტისტატიკური საშუალებები

ანტისტატიკური საშუალებების გამოყენების პირობები:

(1) არ შეცვალოთ ბოჭკოს ხელის შეგრძნება;

(2) კარგი ანტისტატიკური ეფექტი, მცირე დოზა და ეფექტური დაბალ ტემპერატურაზეც;

(3) კარგი თავსებადობა ფისოვან ბოჭკოებთან;

(4) კარგი თავსებადობა სხვა დანამატებთან;

(5) არ არის ქაფის ფენომენი და არ არის წყლის ლაქები;

(6) არატოქსიკური და კანისთვის არასაზიანო;

(7) შეუძლია კარგი სტაბილურობის შენარჩუნება.

2.2. ანტისტატიკური საშუალებების სახეები

ბოჭკოებისთვის გამოყენებული ანტისტატიკური საშუალებების ძირითადი ტიპებია კათიონური და ამფოტერული იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები.

2.3. ანტისტატიკური საშუალებების მოქმედების მექანიზმი

ბოჭკოვანი ანტისტატიკისთვის გამოყენებული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ანტისტატიკური მექანიზმი ძირითადად ორ ასპექტში ვლინდება: ბოჭკოვანი ქსოვილის ზედაპირის ხახუნისას სტატიკური ელექტროენერგიის წარმოქმნის თავიდან აცილება და ზედაპირული მუხტების გაფანტვა. ხახუნის ელექტროფიკაციის თავიდან აცილება მჭიდრო კავშირშია ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სტრუქტურასთან; ხოლო ზედაპირული მუხტების გაფანტვა დაკავშირებულია ბოჭკოვან ქსოვილებზე ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ადსორბციის რაოდენობასთან და ჰიგროსკოპიულობასთან.

კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ადვილად შეუძლიათ ადსორბირება უარყოფითად დამუხტული ბოჭკოების ზედაპირზე საკუთარი დადებითი მუხტების მეშვეობით.

①მას შეუძლია ბოჭკოს ზედაპირული მუხტის ნეიტრალიზება;

②ვინაიდან კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ადსორბირდება ბოჭკოს ზედაპირზე დადებითად დამუხტულ მეოთხეულ ამონიუმის იონებთან ერთად, ჰიდროფობიური ნახშირწყალბადის ჯაჭვები გარეთაა მიმართული, რაც ბოჭკოს ზედაპირზე ნახშირწყალბადის ჯაჭვებისგან შემდგარ ორიენტირებულ ადსორბციულ ფენას ქმნის. ამ ადსორბციულ ფენას შეუძლია ეფექტურად შეამციროს ხახუნის დროს ბოჭკოს ზედაპირზე წარმოქმნილი ხახუნის ძალა, რითაც ასუსტებს ხახუნის ელექტროფიკაციის ფენომენს.

დაბალი პოლარობისა და ძლიერი ჰიდროფობიურობის მქონე სინთეტიკური ბოჭკოებისთვის, კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ვან დერ ვაალის ძალებით აბსორბირდება ბოჭკოს ზედაპირზე მათი ჰიდროფობიური ნახშირწყალბადის ჯაჭვებით, ხოლო პოლარული მეოთხეული ამონიუმის ჯგუფები გარეთაა მიმართული და ბოჭკოს ზედაპირს ჰიდროფილური პოლარული ჯგუფებით ფარავს. ეს არა მხოლოდ ზრდის ბოჭკოს ზედაპირის გამტარობას, არამედ ზრდის მისი ზედაპირის ტენიანობასაც, რაც დადებითად მოქმედებს ხახუნის შედეგად წარმოქმნილი სტატიკური ელექტროენერგიის გაფანტვაზე და ანტისტატიკურ როლს ასრულებს.

დიოქტადეცილ ამონიუმის ქლორიდის ადსორბციის რაოდენობა ბუნებრივი ბოჭკოების ზედაპირზე მნიშვნელოვნად მაღალია, ვიდრე სინთეტიკური ბოჭკოების. ეს მიუთითებს, რომ მას უკეთესი ანტისტატიკური ეფექტი აქვს ბუნებრივ ბოჭკოებზე.

კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების მსგავსად, ამფოტერული იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები დადებით მუხტებს ატარებენ და ასევე შეუძლიათ უარყოფითად დამუხტული ბოჭკოების ზედაპირზე ადსორბცია სტატიკური მუხტების გასანეიტრალებლად. მათი ჰიდროფობიური ჯგუფები ასევე ხახუნის შემცირების ეფექტს ახდენენ. გარდა ამისა, კათიონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან შედარებით, მათ მოლეკულურ სტრუქტურაში დამატებითი ანიონური ჯგუფი აქვთ, ამიტომ მათ უკეთ შეუძლიათ ტენიანობის გაზრდა და მუხტის გაფანტვა. ამიტომ, ამფოტერული იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები კარგი ეფექტურობის მქონე ანტისტატიკური აგენტებია, მაგრამ მათი ფასი შედარებით მაღალია.

ანიონურ და არაიონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს სუსტი ანტისტატიკური ეფექტი აქვთ ბოჭკოს ზედაპირზე მათი დაბალი ადსორბციის გამო. არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ადსორბციის ხარისხი უფრო მაღალია, ვიდრე ანიონურისა, რადგან მასზე გავლენას არ ახდენს ბოჭკოს ზედაპირული მუხტი, მაგრამ მათი გავლენა სტატიკურ დისიპაციაზე სუსტია, ამიტომ მათი ანტისტატიკური უნარი გაცილებით უარესია, ვიდრე კათიონური და ამფოტერული იონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების.

1. ანტისტატიკური საშუალება პლასტმასისთვის

ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების, როგორც პლასტმასის ანტისტატიკური საშუალებების მოქმედების მექანიზმი: ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ადსორბირდება პლასტმასის ზედაპირზე ვან დერ ვაალის ძალებით მათი ჰიდროფობიური ნახშირწყალბადის ჯაჭვებით, ხოლო მათი პოლარული ჯგუფები ვრცელდება გარეთ და ქმნის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ორიენტირებულ ადსორბციულ ფენას პლასტმასის ზედაპირზე. ეს ფენა უზრუნველყოფს გამტარობას, რაც საშუალებას აძლევს სტატიკური მუხტების კარგად გაფანტვას. ამავდროულად, ადსორბციულ ფენას ასევე შეუძლია შეამციროს ხახუნი პლასტმასის ზედაპირზე.

პლასტიკური ანტისტატიკური აგენტები კლასიფიცირდება ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების ტიპის მიხედვით:

(1) ანიონური ტიპი;

(2) კათიონური ტიპი;

(3) ამფოტერული იონური ტიპი;

(4) არაიონური ტიპი.

ანტისტატიკური საშუალებები შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად მათი გამოყენების მეთოდის მიხედვით:

(1) ზედაპირულად დაფარული ანტისტატიკური აგენტები;

(2) ნაერთის ტიპის ანტისტატიკური აგენტები.