Virsmaktīvās vielas antistatiskā iedarbība

Themazgāšanas līdzeklis Virsmaktīvo vielu klātbūtne ir būtiska īpašība, kas nodrošina virsmaktīvo vielu vispraktiskāko pielietojumu. Tā ir iesaistīta tūkstošiem mājsaimniecību ikdienas dzīvē. Turklāt to arvien vairāk izmanto dažādās nozarēs un visu veidu rūpnieciskajā ražošanā.

Virsmaktīvās vielas antistatiskā iedarbība

Šķiedras, plastmasa un citi produkti berzes dēļ bieži rada statisko elektrību, kas ietekmē to izstrādājumu lietošanas veiktspēju. Piemēram, ja šķiedru audumi pārnēsā statisko elektrību, tiem bieži ir tādi trūkumi kā “pieķeršanās ķermenim” vai “statiskā saķere”, kā arī tie ir pakļauti putekļu absorbēšanai vai netīrumiem. Statiskās elektrības ietekme uz plastmasas izstrādājumiem ir vēl lielāka. Izstrādājumi ne tikai viegli piesaista putekļus, ietekmējot to caurspīdīgumu, virsmas tīrību un izskatu, bet arī samazina izstrādājumu lietojamību un vērtību.

Lai novērstu šo statiskās elektrības parādību, pašlaik galvenokārt tiek izmantota virsmaktīvo vielu antistatiskā metode. Šādas virsmaktīvās vielas sauc parantistatisks aģenti.

1. Elektrostatiskās parādības un to cēloņi

Lai gan dažādu pētnieku iegūtajos rezultātos attiecībā uz šķiedru elektrifikācijas secību pastāv dažas atšķirības, šķiedras ar amīda saitēm, piemēram, vilna, neilons un mākslīgā vilna, parasti ir pozitīvi lādētas.

Vielu vispārējais elektriskā lādiņa statuss no pozitīva uz negatīvu ir šāds: (+) Poliuretāns – Mati – Neilons – Vilna – Zīds – Viskozes šķiedra – Kokvilna – Cietgumija – Acetāta šķiedra – Vinilons – Polipropilēns – Poliesters – Poliakrilnitrils – Polivinilhlorīds – Vinilhlorīds – Akrilnitrila kopolimērs – Polietilēns – Politetrafluoretilēns (-). Lai gan statiskās elektrības rašanās cēlonis vēl nav pilnībā izprasts, parasti tiek uzskatīts, ka, dažādu veidu objektiem berzējoties vienam pret otru, starp berzētajiem objektiem rodas kustīgi lādiņi, tādējādi radot statisko elektrību. Objekta pārnēsātā lādiņa veidu var noteikt pēc elektronu iegūšanas vai zaudēšanas. Ja objekts zaudē elektronus, tas kļūst pozitīvi lādēts; ja tas iegūst elektronus, tas kļūst negatīvi lādēts.

1. Antistatisks līdzeklis

Ir divas galvenās metodes, kā atbrīvoties no statiskās elektrības:

Fizikālā metode: Tā kā statiskās elektrības lielumu ietekmē temperatūra un mitrums, statiskās elektrības likvidēšanai uz objektu virsmas var izmantot fizikālas metodes, piemēram, temperatūras un mitruma regulēšanu un koronas izlādi.

Virsmas ķīmiskā metodeTas ir, virsmaktīvo vielu, kas pazīstamas arī kā antistatiskas vielas, izmantošana šķiedru un plastmasas izstrādājumu virsmas apstrādei vai to sajaukšanai ar plastmasu, lai sasniegtu statiskās elektrības likvidēšanas mērķi.

2.I. Šķiedru antistatiskie līdzekļi

Nosacījumi, kuriem jāatbilst antistatiskajiem līdzekļiem:

(1) Nemainiet šķiedras sajūtu rokā;

(2) Laba antistatiska iedarbība, neliela deva un joprojām efektīva zemā temperatūrā;

(3) Laba saderība ar sveķu šķiedrām;

(4) Laba saderība ar citām piedevām;

(5) Nav putošanas fenomena un nav ūdens traipu;

(6) Netoksisks un nekaitē ādai;

(7) Var saglabāt labu stabilitāti.

2.2. Antistatisko līdzekļu veidi

Galvenie šķiedru antistatisko līdzekļu veidi ir katjonu un amfotēriskās jonu virsmaktīvās vielas.

2.3. Antistatisko līdzekļu darbības mehānisms

Šķiedru antistatiskajos līdzekļos izmantoto virsmaktīvo vielu antistatiskais mehānisms galvenokārt izpaužas divos aspektos: statiskās elektrības veidošanās novēršana, berzējot šķiedru audumu virsmu, un virsmas lādiņu izkliedēšana. Berzes elektrifikācijas novēršana ir cieši saistīta ar virsmaktīvo vielu struktūru; savukārt virsmas lādiņu izkliedēšana ir saistīta ar virsmaktīvo vielu adsorbcijas daudzumu un higroskopiskumu uz šķiedru audumiem.

Katjonu virsmaktīvās vielas var viegli adsorbēties uz negatīvi lādētu šķiedru virsmas, izmantojot savus pozitīvos lādiņus.

①Tas var neitralizēt šķiedras virsmas lādiņu;

②Tā kā katjoniskās virsmaktīvās vielas adsorbējas uz šķiedras virsmas ar pozitīvi lādētiem kvaternārajiem amonija joniem un hidrofobās ogļūdeņražu ķēdes ir vērstas uz āru, uz šķiedras virsmas veidojas orientēta adsorbcijas plēve, kas sastāv no ogļūdeņražu ķēdēm. Šī adsorbcijas plēve var efektīvi samazināt berzes spēku, kas rodas uz šķiedras virsmas berzes laikā, tādējādi vājinot berzes elektrifikācijas fenomenu.

Sintētiskajām šķiedrām ar zemu polaritāti un spēcīgu hidrofobitāti katjoniskās virsmaktīvās vielas adsorbējas uz šķiedras virsmas, izmantojot van der Valsa spēkus ar to hidrofobajām ogļūdeņražu ķēdēm, savukārt polārās kvaternārās amonija grupas ir vērstas uz āru, pārklājot šķiedras virsmu ar hidrofilām polārām grupām. Tas ne tikai palielina šķiedras virsmas vadītspēju, bet arī palielina tās virsmas mitrumu, kas ir labvēlīgs berzes radītās statiskās elektrības izkliedēšanai un spēlē antistatisku funkciju.

Dioktadecilamonija hlorīda adsorbcijas daudzums uz dabisko šķiedru virsmas ir ievērojami lielāks nekā uz sintētiskajām šķiedrām. Tas norāda, ka tam ir labāka antistatiska iedarbība uz dabiskajām šķiedrām.

Tāpat kā katjonu virsmaktīvās vielas, amfotērās jonu virsmaktīvās vielas nes pozitīvus lādiņus un var adsorbēties uz negatīvi lādētu šķiedru virsmas, neitralizējot statiskos lādiņus. To hidrofobajām grupām ir arī berzes samazināšanas efekts. Turklāt, salīdzinot ar katjonu virsmaktīvajām vielām, to molekulārajā struktūrā ir papildu anjonu grupa, tāpēc tās var labāk palielināt mitrumu un izkliedēt lādiņus. Tāpēc amfotērās jonu virsmaktīvās vielas ir antistatiski līdzekļi ar labu veiktspēju, taču to cena ir salīdzinoši augsta.

Anjonu un nejonu virsmaktīvajām vielām ir vāja antistatiskā iedarbība to zemā adsorbcijas daudzuma dēļ uz šķiedras virsmas. Nejonu virsmaktīvo vielu adsorbcijas daudzums ir lielāks nekā anjonu virsmaktīvajām vielām, jo ​​to neietekmē šķiedras virsmas lādiņš, taču to ietekme uz statiskās elektrības izkliedi ir vāja, tāpēc to antistatiskā spēja ir daudz sliktāka nekā katjonu un amfotērisko jonu virsmaktīvo vielu antistatiskā spēja.

1. Antistatisks līdzeklis plastmasai

Virsmaktīvās vielas kā antistatiskas vielas plastmasai: Virsmaktīvās vielas adsorbējas uz plastmasas virsmas, izmantojot van der Valsa spēkus ar savām hidrofobajām ogļūdeņražu ķēdēm, savukārt to polārās grupas stiepjas uz āru, veidojot orientētu virsmaktīvo vielu adsorbcijas plēvi uz plastmasas virsmas. Šī plēve nodrošina vadītspēju, ļaujot statiskajiem lādiņiem labi izkliedēties. Vienlaikus adsorbcijas plēve var arī samazināt berzi uz plastmasas virsmas.

Plastmasas antistatiskos līdzekļus klasificē pēc virsmaktīvās vielas veida:

(1) Anjonu tips;

(2) Katjonu tips;

(3) amfotērais jonu tips;

(4) Nejonu tips.

Antistatiskos līdzekļus var iedalīt divās kategorijās atkarībā no to lietošanas metodes:

(1) Virsmas pārklājuma antistatiskie līdzekļi;

(2) Salikta tipa antistatiski līdzekļi.