Dereinigingsvermogen De eigenschap van oppervlakteactieve stoffen is fundamenteel en verklaart hun praktische toepassingen. Ze spelen een rol in het dagelijks leven van duizenden huishoudens. Bovendien worden ze steeds vaker toegepast in diverse industrieën en allerlei soorten industriële productie.
Antistatische werking van oppervlakteactieve stoffen
Vezels, kunststoffen en andere producten genereren vaak statische elektriciteit door wrijving, wat de prestaties van de producten beïnvloedt. Als vezelstoffen bijvoorbeeld statische elektriciteit geleiden, hebben ze vaak nadelen zoals "aan het lichaam blijven plakken" of "statische hechting", en zijn ze gevoelig voor het absorberen van stof of vuil. De impact van statische elektriciteit op plastic producten is nog groter. De producten trekken niet alleen gemakkelijk stof aan, wat hun transparantie, oppervlaktereinheid en uiterlijk beïnvloedt, maar het vermindert ook de bruikbaarheid en waarde van de producten.
Om dit fenomeen van statische elektriciteit te elimineren, wordt tegenwoordig vooral gebruikgemaakt van de antistatische methode met oppervlakteactieve stoffen. Dergelijke oppervlakteactieve stoffen worden genoemdantistatisch agenten.
- Elektrostatische verschijnselen en hun oorzaken
Hoewel er verschillen bestaan in de resultaten die door verschillende onderzoekers zijn verkregen met betrekking tot de volgorde van vezel-elektrificatie, hebben vezels met amidebindingen, zoals wol, nylon en kunstwol, de neiging positief geladen te zijn.
De gebruikelijke elektrische ladingsstatus van stoffen, van positief naar negatief, is als volgt: (+) Polyurethaan – Haar – Nylon – Wol – Zijde – Viscosevezel – Katoen – Hard rubber – Acetaatvezel – Vinylon – Polypropyleen – Polyester – Polyacrylonitril – Polyvinylchloride – Vinylchloride – Acrylonitrilcopolymeer – Polyethyleen – Polytetrafluorethyleen (-). Hoewel de oorzaak van statische elektriciteit nog niet volledig begrepen is, wordt algemeen aangenomen dat wanneer verschillende soorten objecten tegen elkaar wrijven, er bewegende ladingen tussen de wrijvende objecten ontstaan, waardoor statische elektriciteit wordt opgewekt. Het type lading dat een object draagt, kan worden bepaald door de winst of het verlies van elektronen. Als een object elektronen verliest, wordt het positief geladen; als het elektronen wint, wordt het negatief geladen.
- Antistatisch middel
Er zijn twee belangrijke methoden om statische elektriciteit te elimineren:
Fysieke methode: Omdat de hoeveelheid statische elektriciteit wordt beïnvloed door temperatuur en luchtvochtigheid, kunnen fysieke methoden zoals het aanpassen van temperatuur en luchtvochtigheid, en corona-ontlading worden gebruikt om statische elektriciteit op het oppervlak van objecten te elimineren.
Oppervlakte chemische methodeDat wil zeggen: het gebruik van oppervlakteactieve stoffen, ook wel antistatische middelen genoemd, om vezels en kunststofproducten te behandelen of om ze in kunststoffen te verwerken met als doel statische elektriciteit te elimineren.
2.I. Antistatische middelen voor vezels
Voorwaarden waaraan antistatische middelen moeten voldoen:
(1) Verander het gevoel van de vezel niet;
(2) Goed antistatisch effect, lage dosering en toch effectief bij lage temperaturen;
(3) Goede compatibiliteit met harsvezels;
(4) Goede compatibiliteit met andere additieven;
(5) Geen schuimvorming en geen watervlekken;
(6) Niet giftig en niet schadelijk voor de huid;
(7) Kan een goede stabiliteit behouden.
2.2. Soorten antistatische middelen
De belangrijkste soorten antistatische middelen die voor vezels worden gebruikt, zijn kationische en amfotere ionische oppervlakteactieve stoffen.
2.3. Werkingsmechanisme van antistatische middelen
Het antistatische mechanisme van oppervlakteactieve stoffen die worden gebruikt voor de antistatische behandeling van vezels, manifesteert zich hoofdzakelijk in twee aspecten: het voorkomen van de opwekking van statische elektriciteit wanneer het oppervlak van vezelstoffen wordt gewreven en de afvoer van oppervlakte ladingen. Het voorkomen van wrijvingselektrificatie hangt nauw samen met de structuur van de oppervlakteactieve stoffen, terwijl de afvoer van oppervlakte ladingen verband houdt met de adsorptiehoeveelheid en de hygroscopiciteit van de oppervlakteactieve stoffen op de vezelstoffen.
Kationische oppervlakteactieve stoffen Ze kunnen zich gemakkelijk hechten aan het oppervlak van negatief geladen vezels dankzij hun eigen positieve lading.
①Het kan de oppervlakte lading van de vezel neutraliseren;
②Omdat kationische oppervlakteactieve stoffen adsorberen aan het vezeloppervlak met positief geladen quaternaire ammoniumionen, en de hydrofobe koolwaterstofketens naar buiten gericht zijn, vormen ze een georiënteerde adsorptiefilm bestaande uit koolwaterstofketens op het vezeloppervlak. Deze adsorptiefilm kan de wrijvingskracht die tijdens wrijving op het vezeloppervlak ontstaat effectief verminderen, waardoor het fenomeen van wrijvingselektrificatie wordt verzwakt.
Bij synthetische vezels met een lage polariteit en sterke hydrofobiciteit adsorberen kationische oppervlakteactieve stoffen aan het vezeloppervlak door middel van van der Waals-krachten met hun hydrofobe koolwaterstofketens, terwijl de polaire quaternaire ammoniumgroepen naar buiten gericht zijn en het vezeloppervlak bedekken met hydrofiele polaire groepen. Dit verhoogt niet alleen de geleidbaarheid van het vezeloppervlak, maar ook de oppervlaktevochtigheid, wat gunstig is voor de afvoer van statische elektriciteit die door wrijving wordt opgewekt en een antistatische werking heeft.
De adsorptiehoeveelheid van dioctadecylammoniumchloride op het oppervlak van natuurlijke vezels is aanzienlijk hoger dan die op synthetische vezels. Dit wijst erop dat het een beter antistatisch effect heeft op natuurlijke vezels.
Net als kationische oppervlakteactieve stoffen dragen amfotere ionische oppervlakteactieve stoffen positieve ladingen en kunnen ze adsorberen op het oppervlak van negatief geladen vezels om statische ladingen te neutraliseren. Hun hydrofobe groepen hebben bovendien een wrijvingsverminderend effect. In vergelijking met kationische oppervlakteactieve stoffen hebben ze bovendien een extra anionische groep in hun moleculaire structuur, waardoor ze de vochtigheid en ladingafvoer beter kunnen verbeteren. Daarom zijn amfotere ionische oppervlakteactieve stoffen antistatische middelen met goede prestaties, maar hun prijs is relatief hoog.
Anionische en niet-ionische oppervlakteactieve stoffen hebben een zwakke antistatische werking vanwege hun lage adsorptiecapaciteit op het vezeloppervlak. De adsorptiecapaciteit van niet-ionische oppervlakteactieve stoffen is hoger dan die van anionische, omdat deze niet wordt beïnvloed door de oppervlakte lading van de vezel. Hun effect op statische ontlading is echter gering, waardoor hun antistatische werking veel slechter is dan die van kationische en amfotere ionische oppervlakteactieve stoffen.
- Antistatisch middel voor kunststoffen
Werkingsmechanisme van oppervlakteactieve stoffen als antistatische middelen voor kunststoffen: Oppervlakteactieve stoffen adsorberen op het kunststofoppervlak door middel van van der Waals-krachten met hun hydrofobe koolwaterstofketens, terwijl hun polaire groepen naar buiten uitsteken en een georiënteerde adsorptiefilm van oppervlakteactieve stoffen op het kunststofoppervlak vormen. Deze film zorgt voor geleidbaarheid, waardoor statische ladingen goed kunnen worden afgevoerd. Tegelijkertijd kan de adsorptiefilm ook de wrijving op het kunststofoppervlak verminderen.
Antistatische middelen voor kunststoffen worden ingedeeld op basis van het type oppervlakteactieve stof in:
(1) Anionisch type;
(2) Kationisch type;
(3) Amfotere ionische type;
(4) Niet-ionisch type.
Antistatische middelen kunnen op basis van hun gebruikswijze in twee categorieën worden verdeeld:
(1) Oppervlaktegecoate antistatische middelen;
(2) Antistatische middelen van het samengestelde type.
Geplaatst op: 12 maart 2026