Антистатички ефект на сурфактанти

Надетергент на сурфактанти е фундаментално својство што им дава на сурфактантите нивната најпрактична употреба. Вклучен е во секојдневниот живот на илјадници домаќинства. Покрај тоа, сè повеќе се применува во различни индустрии и сите видови индустриско производство.

Антистатички ефект на сурфактанти

Влакната, пластиката и другите производи често генерираат статички електрицитет поради триење, што влијае на перформансите на примена на нивните производи. На пример, ако влакнестите ткаенини носат статички електрицитет, тие често имаат недостатоци како што се „лепење за телото“ или „статичко лепење“, како и склоност кон апсорпција на прашина или валкање. Влијанието на статичкиот електрицитет врз пластичните производи е уште поголемо. Производите не само што лесно привлекуваат прашина, што влијае на нивната транспарентност, чистота на површината и изглед, туку ја намалуваат и употребливоста и вредноста на производите.

За да се елиминира овој феномен на статички електрицитет, во моментов најчесто се користи антистатички метод со сурфактанти. Ваквите сурфактанти се нарекуваатантистатик агенти.

1. Електростатски феномени и нивните причини

Иако постојат некои разлики во резултатите добиени од различни истражувачи во врска со редоследот на електрификација на влакната, влакната со амидни врски како што се волната, најлонот и вештачката волна имаат тенденција да бидат позитивно наелектризирани.

Вообичаената состојба на електрично полнење на супстанциите, од позитивно до негативно, е следнава: (+) Полиуретан – Коса – Најлон – Волна – Свила – Вискозни влакна – Памук – Тврда гума – Ацетатни влакна – Винил – Полипропилен – Полиестер – Полиакрилонитрил – Поливинил хлорид – Винил хлорид – Акрилонитрил кополимер – Полиетилен – Политетрафлуороетилен (-). Иако причината за генерирање на статички електрицитет сè уште не е целосно разбрана, генерално се верува дека кога различни видови предмети се тријат едни од други, се генерираат подвижни полнежи помеѓу тријаните предмети, со што се создава статички електрицитет. Видот на полнење што го носи предметот може да се одреди со добивањето или губењето на електрони. Ако предметот изгуби електрони, тој станува позитивно наелектризиран; ако добие електрони, станува негативно наелектризиран.

1. Антистатички агенс

Постојат два главни методи за отстранување на статички електрицитет:

Физички метод: Бидејќи големината на статичкиот електрицитет е под влијание на температурата и влажноста, физичките методи како што се прилагодување на температурата и влажноста и коронско празнење може да се користат за елиминирање на статичкиот електрицитет на површината на предметите.

Површински хемиски методТоа е, користење на површински активни супстанции, познати и како антистатички агенси, за површинска обработка на влакна и пластични производи или за нивно мешање во пластика за да се постигне целта на елиминирање на статичкиот електрицитет.

2.I. Антистатички средства за влакна

Услови што треба да ги исполнат антистатичките агенси:

(1) Не го менувајте допирот на влакната со раката;

(2) Добар антистатички ефект, мала доза и сè уште ефикасен при ниски температури;

(3) Добра компатибилност со смолести влакна;

(4) Добра компатибилност со други адитиви;

(5) Нема појава на пена и нема дамки од вода;

(6) Нетоксичен и нештетен за кожата;

(7) Може да одржува добра стабилност.

2.2. Видови антистатички агенси

Главните видови на антистатички агенси што се користат за влакна се катјонски и амфотерни јонски сурфактанти.

2.3. Механизам на дејство на антистатички агенси

Антистатичкиот механизам на сурфактантите што се користат за антистатичко дејство на влакната главно се манифестира во два аспекта: спречување на генерирање на статички електрицитет кога површината на влакнестите ткаенини се трие и дисипација на површинските полнежи. Спречувањето на триењето на електрификација е тесно поврзано со структурата на сурфактантите; додека дисипацијата на површинските полнежи е поврзана со количината на адсорпција и хигроскопноста на сурфактантите на влакнестите ткаенини.

Катјонски сурфактанти можат лесно да се адсорбираат на површината на негативно наелектризираните влакна преку сопствените позитивни полнежи.

①Може да го неутрализира површинскиот полнеж на влакното;

②Бидејќи катјонските сурфактанти се адсорбираат на површината на влакното со позитивно наелектризирани кватернерни амониумски јони, хидрофобните јаглеводородни ланци се свртени нанадвор, формирајќи ориентиран адсорпциски филм составен од јаглеводородни ланци на површината на влакното. Овој адсорпциски филм може ефикасно да ја намали силата на триење генерирана на површината на влакното за време на триењето, со што се ослабува феноменот на електрификација на триење.

Кај синтетичките влакна со низок поларитет и силна хидрофобност, катјонските сурфактанти се адсорбираат на површината на влакното преку ван дер Валсовите сили со нивните хидрофобни јаглеводородни синџири, додека поларните кватернерни амониумски групи се свртени нанадвор, покривајќи ја површината на влакното со хидрофилни поларни групи. Ова не само што ја зголемува спроводливоста на површината на влакното, туку ја зголемува и неговата површинска влажност, што е корисно за дисипација на статичкиот електрицитет генериран од триење и игра антистатичка улога.

Количината на адсорпција на диоктадецил амониум хлорид на површината на природните влакна е значително поголема отколку кај синтетичките влакна. Ова укажува дека има подобар антистатички ефект врз природните влакна.

Како и катјонските сурфактанти, амфотерните јонски сурфактанти носат позитивни полнежи и можат да се адсорбираат на површината на негативно наелектризираните влакна за да ги неутрализираат статичките полнежи. Нивните хидрофобни групи исто така имаат ефект на намалување на триењето. Покрај тоа, во споредба со катјонските сурфактанти, тие имаат дополнителна анјонска група во нивната молекуларна структура, така што можат подобро да ја зголемат влажноста и дисипацијата на полнежот. Затоа, амфотерните јонски сурфактанти се антистатички агенси со добри перформанси, но нивната цена е релативно висока.

Анјонските и нејонските сурфактанти имаат слаби антистатички ефекти поради нивната мала количина на адсорпција на површината на влакното. Количината на адсорпција на нејонските сурфактанти е поголема од онаа на анјонските бидејќи не е засегната од површинскиот полнеж на влакното, но нивниот ефект врз статичката дисипација е слаб, па затоа нивната антистатичка способност е далеку полоша од онаа на катјонските и амфотерните јонски сурфактанти.

1. Антистатички агенс за пластика

Механизам на дејство на сурфактантите како антистатички агенси за пластика: Сурфактантите се адсорбираат на пластичната површина преку ван дер Валсовите сили со нивните хидрофобни јаглеводородни синџири, додека нивните поларни групи се протегаат нанадвор, формирајќи ориентиран адсорпциски филм од сурфактанти на пластичната површина. Овој филм обезбедува спроводливост, овозможувајќи статичките полнежи добро да се дисипираат. Во исто време, адсорпцискиот филм може да го намали и триењето на пластичната површина.

Пластичните антистатички агенси се класифицираат според видот на сурфактантот во:

(1) Анјонски тип;

(2) Катјонски тип;

(3) Амфотерен јонски тип;

(4) Нејонски тип.

Антистатичките агенси можат да се поделат во две категории според начинот на употреба:

(1) Антистатички агенси со површинска обвивка;

(2) Антистатички агенси од типот на соединенија.