ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ანტისტატიკური ეფექტი

სარეცხი საშუალებაზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებიეს არის ფუნდამენტური თვისება, რომელიც მათ ფართო პრაქტიკულ გამოყენებას უდევს საფუძვლად. ის უამრავი ოჯახის ყოველდღიური ცხოვრების განუყოფელი ნაწილია და სულ უფრო მეტად გამოიყენება ყველა სავაჭრო და სამრეწველო წარმოების სექტორში.

ანტისტატიკური ეფექტიზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების

ხახუნი ხშირად წარმოქმნის სტატიკურ ელექტროენერგიას ბოჭკოებზე, პლასტმასებსა და სხვა მზა პროდუქტებზე, რაც აუარესებს მათ მომსახურების ეფექტურობას. მაგალითად, სტატიკურად დამუხტული ტექსტილის ქსოვილები მჭიდროდ ეკვრის სხეულს ან ეკვრის სხვა ზედაპირებს და ადვილად იზიდავს მტვერსა და ჭუჭყს. სტატიკური ელექტროენერგია კიდევ უფრო მძიმე გავლენას ახდენს პლასტმასის პროდუქტებზე: პლასტმასი არა მხოლოდ ადვილად შთანთქავს მტვერს, რაც საფრთხეს უქმნის მათ გამჭვირვალობას, ზედაპირის სისუფთავეს და ესთეტიკურ მიმზიდველობას, არამედ უარესდება მათი მომსახურების ეფექტურობა და კომერციული ღირებულება.

ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების დაგროვების აღმოსაფხვრელად ამჟამად გამოყენებული დომინანტური მეთოდი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების შემცველი ანტისტატიკური დამუშავებაა და ასეთ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს ანტისტატიკური აგენტები ეწოდება.

ნაწილი 1. სტატიკური ელექტროენერგია და მისი გენერაციის მექანიზმები

მიუხედავად იმისა, რომ სხვადასხვა მკვლევარის მიერ ჩატარებული ბოჭკოების ტრიბოელექტრული დამუხტვის თანმიმდევრობის ტესტის შედეგებში მცირე შეუსაბამობები არსებობს, ამიდური ბმების შემცველი ბოჭკოები, როგორიცაა მატყლი, ნეილონი და ხელოვნური მატყლი, ზოგადად დადებით მუხტებს ატარებენ.

გავრცელებული პლასტმასის დამუხტვის ქცევები მოცემულია ცხრილში 10-2. ტიპიური ნივთიერებების ტრიბოელექტრული თანმიმდევრობა დადებითიდან უარყოფით მუხტამდე შემდეგია:

(+) პოლიურეთანი–ადამიანის თმა–ნეილონი–მატყლი–აბრეშუმი–ვისკოზის ბოჭკო–ბამბა–მყარი რეზინი–ცელულოზის აცეტატი–ვინილონი–პოლიპროპილენი–პოლიესტერი–პოლიაკრილონიტრილი–პოლივინილქლორიდი–ვინილის ქლორიდი-აკრილონიტრილის კოპოლიმერი–პოლიეთილენი–პოლიტეტრაფტორეთილენი (-)

სტატიკური ელექტროენერგიის წარმოქმნის ზუსტი მექანიზმები ბოლომდე არ არის განმარტებული, თუმცა, არსებობს კონსენსუსი, რომ სხვადასხვა ნივთიერებებს შორის ხახუნი იწვევს მუხტის გადაცემას შეხების ზედაპირებს შორის, რითაც წარმოიქმნება სტატიკური ელექტროენერგია. ნივთიერების მიერ გადატანილი მუხტის პოლარობა განისაზღვრება ელექტრონების მომატებით ან დაკარგვით: ნივთიერებები კარგავენ ელექტრონებს და დადებითად დამუხტულნი ხდებიან, ხოლო ელექტრონების მიმღები ნივთიერებები უარყოფით მუხტებს იძენენ.

ნაწილი 2 ანტისტატიკური აგენტები

სტატიკური ელექტროენერგიის აღმოსაფხვრელად ორი ძირითადი მიდგომა არსებობს:

ფიზიკური მეთოდები: რადგან სტატიკური მუხტის სიდიდეზე გავლენას ახდენს ტემპერატურა და ტენიანობა, მასალის ზედაპირებიდან სტატიკური ელექტრული დენის მოსაშორებლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფიზიკური ტექნიკები, მათ შორის ტემპერატურისა და ტენიანობის რეგულირება და კორონას განმუხტვა.

ზედაპირული ქიმიური მეთოდები: ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, რომლებსაც ასევე ანტისტატიკურ აგენტებს უწოდებენ, გამოიყენება ბოჭკოებისა და პლასტმასის პროდუქტების ზედაპირული დამუშავებისთვის ან ურევენ პლასტმასის მატრიცებს სტატიკური ელექტროენერგიის აღმოსაფხვრელად.

I. ბოჭკოების ანტისტატიკური აგენტები

კვალიფიციური ანტისტატიკური აგენტების საჭირო თვისებები

(1) ბოჭკოების თავდაპირველი ხელის შეგრძნების შენარჩუნება;

(2) დაბალი დოზებით გამოყენებისას უზრუნველყოფს შესანიშნავ ანტისტატიკურ მოქმედებას და ინარჩუნებს ეფექტურობას დაბალი ტემპერატურის პირობებში;

(3) ავლენს შესანიშნავ თავსებადობას ფისოვან ბოჭკოებთან;

(4) კარგი თავსებადობა სხვა დამუშავების დამხმარე საშუალებებთან;

(5) არ იწვევს ქაფს და არ ტოვებს წყლის ლაქებს;

(6) არატოქსიკური და არ აღიზიანებს ადამიანის კანს;

(7) დროთა განმავლობაში სტაბილური მუშაობის შენარჩუნება.

ბოჭკოვანი ანტისტატიკური აგენტების კლასიფიკაცია

ბოჭკოვანი გამოყენებისთვის ანტისტატიკური საშუალებების ძირითად კატეგორიებს კატიონური და ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები წარმოადგენენ.

ანტისტატიკური მექანიზმები

ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ქსოვილებზე ანტისტატიკურ ეფექტს ორი ძირითადი გზით ავლენენ: ხახუნის კონტაქტის დროს სტატიკური ელექტრული დენის წარმოქმნის დათრგუნვით და ზედაპირული სტატიკური მუხტების გაფანტვის ხელშეწყობით. ხახუნის მუხტის დათრგუნვა მჭიდრო კავშირშია ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების მოლეკულურ სტრუქტურასთან, მაშინ როდესაც მუხტის გაფანტვა დამოკიდებულია ბოჭკოების ზედაპირებზე ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ადსორბციის უნარსა და ჰიგროსკოპიულობაზე.

კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებიადვილად შეიწოვება უარყოფითად დამუხტულ ბოჭკოვან ზედაპირებზე მათი შინაგანი დადებითი მუხტების მეშვეობით:

①ისინი ანეიტრალებენ ბოჭკოების თანდაყოლილ ზედაპირულ მუხტებს;

②კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ბოჭკოებს ემაგრება დადებითად დამუხტული მეოთხეული ამონიუმის ჯგუფების მეშვეობით, გარეთ ორიენტირებული ჰიდროფობიური ნახშირწყალბადის ჯაჭვებით, რაც ბოჭკოს ზედაპირებზე მოწესრიგებულ ადსორბირებულ აპკს ქმნის. ეს აპკი ეფექტურად ამცირებს ზედაპირის ხახუნს კონტაქტის დროს და ამცირებს ხახუნით გამოწვეულ სტატიკურ დაგროვებას.

დაბალი პოლარობის, მაღალჰიდროფობიური სინთეზური ბოჭკოებისთვის, კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ბოჭკოს ზედაპირებს ჰიდროფობულ ნახშირწყალბადების ჯაჭვებზე მოქმედი ვან დერ ვაალის ძალების მეშვეობით ეკვრება, ხოლო პოლარული მეოთხეული ამონიუმის ჯგუფები გარეთაა მიმართული. ეს ბოჭკოებს ჰიდროფილური პოლარული ფენით ფარავს, რომელიც ზრდის ზედაპირის ელექტროგამტარობას და ტენიანობის შეკავებას, აჩქარებს ხახუნით გამოწვეული სტატიკური ელექტროენერგიის გაფანტვას და უზრუნველყოფს ანტისტატიკურ ფუნქციონირებას.

დიოქტადეცილ ამონიუმის ქლორიდის ადსორბციული უნარი ბუნებრივ ბოჭკოებზე მნიშვნელოვნად მაღალია, ვიდრე სინთეზურ ბოჭკოებზე, რაც მიუთითებს ბუნებრივი ბოჭკოვანი სუბსტრატების უკეთეს ანტისტატიკურ ეფექტურობაზე.

კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების მსგავსად, ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები დადებით მუხტებს ატარებენ და სტატიკური მუხტების გასანეიტრალებლად უარყოფითად დამუხტულ ბოჭკოვან ზედაპირებზე შეიწოვებიან, მათი ჰიდროფობიური ფრაგმენტები კი ზედაპირულ ხახუნს ამცირებს. კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებისგან განსხვავებით, ამფოტერული მოლეკულები დამატებით ანიონურ ჯგუფს შეიცავს, რაც კიდევ უფრო აძლიერებს ზედაპირის ტენიანობის შთანთქმის და მუხტის გაფანტვის უნარს. ამრიგად, ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები მაღალი ხარისხის ანტისტატიკური აგენტების ფუნქციას ასრულებს, თუმცა უფრო მაღალი ფასით.

ანიონური და არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები სუსტ ანტისტატიკურ თვისებებს ავლენენ ბოჭკოების ზედაპირებზე დაბალი ადსორბციის დონის გამო. არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები უფრო ადვილად შეიწოვება, ვიდრე ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, რადგან მათ ადსორბციაზე გავლენას არ ახდენს ბოჭკოების ზედაპირის მუხტი, თუმცა ისინი უზრუნველყოფენ მუხტის სუსტ გაფანტვას, რაც იწვევს გაცილებით დაბალ ანტისტატიკურ თვისებებს კათიონურ და ამფოტერულ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან შედარებით.

II. პლასტმასის ანტისტატიკური საშუალებები

ზედაპირულად შემცველი პლასტმასის ანტისტატიკური აგენტების მექანიზმი

ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები პლასტმასის ზედაპირებს უკავშირდებიან ვან დერ ვაალის ძალებით, რომლებიც მოქმედებენ ჰიდროფობულ ნახშირწყალბადების ჯაჭვებზე, პოლარული ფუნქციური ჯგუფებით, რომლებიც გარეთ ვრცელდება და ქმნის ორიენტირებულ ადსორბირებულ აპკს. ეს აპკი ანიჭებს ზედაპირულ გამტარობას, რაც უზრუნველყოფს სტატიკური მუხტის ეფექტურ გაფანტვას და ამავდროულად ამცირებს ზედაპირულ ხახუნს პლასტმასის სუბსტრატებზე.

კლასიფიკაცია ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ქიმიური ტიპის მიხედვით

(1) ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

(2) კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

(3) ამფოტერული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

(4) არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

კლასიფიკაცია გამოყენების მეთოდით

(1) საფარის ტიპის ანტისტატიკური აგენტები (მასალის ზედაპირებზე წასასმელად)

(2) დნობით შერეული ანტისტატიკური აგენტები (შერეული პლასტმასის ნედლეულში შერევის დროს)