Virsmaktīvās vielas mazgājošā spēja ir pamatīpašība, kas piešķir virsmaktīvajām vielām vislielāko praktisko lietderību. Tā ir cieši saistīta ar tūkstošiem mājsaimniecību ikdienas dzīvi un arvien vairāk tiek izmantota dažādās nozarēs un rūpnieciskajā ražošanā.
1.Antistatiska iedarbība of virsmaktīvās vielas
Šķiedras, plastmasa un citi izstrādājumi berzes dēļ bieži rada statisko elektrību, kas ietekmē šādu izstrādājumu lietošanas veiktspēju. Piemēram, ja šķiedru audumi pārnēsā statisko elektrību, tiem bieži ir tādi trūkumi kā “pielipšana” vai “statiskā saķere”, kā arī tie viegli absorbē putekļus un kļūst netīri. Statiskās elektrības ietekme uz plastmasas izstrādājumiem ir vēl nozīmīgāka: šādi izstrādājumi ne tikai viegli absorbē putekļus, kas pasliktina to caurspīdīgumu, virsmas tīrību un izskatu, bet arī samazina to ekspluatācijas īpašības un vērtību.
Lai novērstu šo statiskās elektrības parādību, pašlaik galvenokārt tiek izmantota antistatiska metode, izmantojot virsmaktīvās vielas. Šādas virsmaktīvās vielas sauc par antistatiskiem līdzekļiem.
2.Elektrostatiskāparādības un to cēloņi
Lai gan dažādu pētnieku iegūtie šķiedru uzlādes secības rezultāti nedaudz atšķiras, šķiedras, kas satur amīda saites, piemēram, vilna, neilons un mākslīgā vilna, parasti ir pozitīvi lādētas. Izplatītāko plastmasu uzlādes apstākļi ir parādīti 10.-2. tabulā. Izplatītāko vielu uzlādes secība no pozitīva uz negatīvu ir šāda: (+) Poliuretāns – Mati – Neilons – Vilna – Zīds – Viskozes šķiedra – Kokvilna – Cietgumija – Acetāta šķiedra – Vinilons – Polipropilēns – Poliesters – Poliakrilnitrils – Polivinilhlorīds – Vinilhlorīda-akrilnitrila kopolimērs – Polietilēns – Politetrafluoretilēns (–). Lai gan statiskās elektrības rašanās cēlonis vēl nav pilnībā izprasts, ir vispārpieņemts, ka statiskā elektrība rodas, kad dažādu veidu objekti berzējas viens pret otru, izraisot kustīgu lādiņu pārnesi starp berzētajiem objektiem. Objekta pārnēsātā lādiņa veidu var noteikt pēc elektronu iegūšanas vai zaudēšanas. Objekts kļūst pozitīvi lādēts, ja tas zaudē elektronus, un negatīvi lādēts, ja tas iegūst elektronus.
Statiskās elektrības likvidēšanai ir divas galvenās metodes:
(1) Fizikālā metode. Tā kā temperatūra un mitrums ietekmē statiskās elektrības lielumu, statiskās elektrības likvidēšanai uz objektu virsmas var izmantot fizikālas metodes, piemēram, temperatūras un mitruma regulēšanu un koronas izlādi.
(2) Virsmas ķīmiskā metode. Tas nozīmē, ka virsmaktīvās vielas, kas pazīstamas arī kā antistatiskas vielas, tiek izmantotas šķiedru un plastmasas izstrādājumu virsmu apstrādei vai tiek sajauktas ar plastmasas iekšpusi, lai panāktu statiskās elektrības likvidēšanu.
4.antistatisks līdzeklis šķiedrām
4.1Prasības antistatiskajam līdzeklim:
(1) Tas nedrīkst mainīt šķiedru sajūtu rokā;
(2) Tam jābūt ar izcilu antistatisku efektu jau ar nelielu devu un jāsaglabā efektivitāte zemā temperatūrā;
(3) Tam jābūt labai saderībai ar sveķu šķiedrām;
(4) Tam jābūt izcilai saderībai ar citām piedevām;
(5) Tas nedrīkst radīt putas vai ūdens traipus;
(6) Tam jābūt netoksiskam un nekairinošam ādai;
(7) Tam jāuztur laba stabilitāte.
4.2Antistatisko līdzekļu veidi
Galvenie šķiedru antistatisko līdzekļu veidi ir katjonu un amfotēriskās jonu virsmaktīvās vielas.
4.3Antistatisko līdzekļu darbības mehānisms
Virsmaktīvajām vielām, ko izmanto kā šķiedru antistatiskus līdzekļus, antistatiskais mehānisms galvenokārt ietver divus aspektus: statiskās elektrības veidošanās novēršanu uz šķiedru audumu virsmas berzes dēļ un virsmas lādiņu izkliedēšanu. 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 viegli adsorbējas uz negatīvi lādētajām šķiedru virsmām, izmantojot savus pozitīvos lādiņus.
① Tie var neitralizēt šķiedru virsmas lādiņus;
② Tā kā katjoniskās virsmaktīvās vielas adsorbējas uz šķiedru virsmām pozitīvi lādētu kvaternāro amonija jonu veidā, kuru hidrofobās ogļūdeņražu ķēdes ir vērstas uz āru, uz šķiedras virsmas veidojas virziena adsorbcijas plēve, kas sastāv no ogļūdeņražu ķēdēm. Šī plēve efektīvi samazina berzes spēku, kas rodas uz šķiedras virsmas berzes laikā, tādējādi vājinot berzes elektrifikāciju.
Sintētiskajām šķiedrām ar zemu polaritāti un spēcīgu hidrofobitāti katjoniskās virsmaktīvās vielas adsorbējas uz šķiedras virsmas, izmantojot van der Valsa spēkus, izmantojot to hidrofobās ogļūdeņražu ķēdes, ar to polārajām kvaternārajām amonija grupām vērstām uz āru. Tas pārklāj šķiedras virsmu ar hidrofilām polārām grupām, kas ne tikai uzlabo šķiedras virsmas elektrovadītspēju, bet arī palielina tās virsmas mitrumu, veicinot berzes radītās statiskās elektrības izkliedi un panākot antistatisku efektu.
Dioktadecilamonija hlorīda adsorbcijas daudzums uz dabisko šķiedru virsmām ir ievērojami lielāks nekā uz sintētiskajām šķiedrām, kas norāda uz tā pārāko antistatisko iedarbību uz dabiskajām šķiedrām.
Tāpat kā katjonu virsmaktīvās vielas, amfotērās jonu virsmaktīvās vielas nes pozitīvus lādiņus un var adsorbēties uz negatīvi lādētām šķiedru virsmām, neitralizējot statiskos lādiņus. To hidrofobās grupas arī samazina berzi. Salīdzinot ar katjonu virsmaktīvajām vielām, to molekulārajā struktūrā ir arī anjonu grupa, kas ļauj labāk uzlabot mitruma absorbēšanu un lādiņa izkliedi. Tāpēc amfotērās jonu virsmaktīvās vielas ir augstas veiktspējas antistatiski līdzekļi, lai gan to cena ir salīdzinoši augsta.
Anjonu un nejonu virsmaktīvām vielām ir vāja antistatiskā iedarbība to zemā adsorbcijas daudzuma dēļ uz šķiedru virsmām. Nejonu virsmaktīvo vielu adsorbcijas daudzums ir lielāks nekā anjonu virsmaktīvajām vielām, jo to neietekmē šķiedru virsmas lādiņi; tomēr to spēja izkliedēt statisko elektrību ir vāja, kā rezultātā to antistatiskā veiktspēja ir ievērojami zemāka nekā katjonu un amfotēru jonu virsmaktīvajām vielām.
5.Antistatiski līdzekļi plastmasai
Virsmaktīvās vielas, kas darbojas kā antistatiskas vielas plastmasai, adsorbējas uz plastmasas virsmas, izmantojot van der Valsa spēkus caur to hidrofobajām ogļūdeņražu ķēdēm, to polārajām grupām stiepjoties uz āru. Uz plastmasas virsmas veidojas virziena virsmaktīvo vielu adsorbcijas plēve, kas nodrošina elektrovadītspēju, kas ļauj statiskajiem lādiem efektīvi izkliedēties. Tikmēr adsorbcijas plēve arī mazina berzi uz plastmasas virsmas.
Plastmasas antistatiskos līdzekļus klasificē pēc virsmaktīvo vielu veida šādi:
(1) Anjonu tips;
(2) Katjonu tips;
(3) amfotērais jonu tips;
(4) Nejonu tips.
Antistatiskos līdzekļus var iedalīt divās kategorijās atkarībā no lietošanas metodes:
(1) Virsmas pārklājuma antistatiskie līdzekļi;
(2) Iekšēji sajaucami antistatiski līdzekļi.
Publicēšanas laiks: 2026. gada 14. aprīlis