Antistatisk effekt av overflateaktive stoffer

Devaskemiddel av overflateaktive stoffer er en grunnleggende egenskap som gir overflateaktive stoffer deres mest praktiske bruksområder. Det er involvert i dagliglivet til tusenvis av husholdninger. Dessuten brukes det i økende grad i ulike bransjer og alle typer industriell produksjon.

Antistatisk effekt av overflateaktive stoffer

Fiber, plast og andre produkter genererer ofte statisk elektrisitet på grunn av friksjon, noe som påvirker produktenes ytelse. Hvis for eksempel fiberstoffer bærer statisk elektrisitet, har de ofte ulemper som at de "fester seg til kroppen" eller "statisk vedheft", i tillegg til at de er tilbøyelige til å absorbere støv eller bli skitne. Effekten av statisk elektrisitet på plastprodukter er enda større. Produktene tiltrekker seg ikke bare lett støv, noe som påvirker gjennomsiktigheten, overflatens renhet og utseende, men de reduserer også produktenes brukervennlighet og verdi.

For å eliminere dette statiske elektrisitetsfenomenet brukes for tiden mest den overflateaktive antistatiske metoden. Slike overflateaktive stoffer kallesantistatisk agenter.

1. Elektrostatiske fenomener og deres årsaker

Selv om det er noen forskjeller i resultatene oppnådd av forskjellige forskere angående rekkefølgen av fiberelektrifisering, har fibre med amidbindinger som ull, nylon og kunstig ull en tendens til å være positivt ladet.

Den vanlige elektriske ladestatusen for stoffer, fra positiv til negativ, er som følger: (+) Polyuretan – Hår – Nylon – Ull – Silke – Viskosefiber – Bomull – Hardgummi – Acetatfiber – Vinylon – Polypropylen – Polyester – Polyakrylonitril – Polyvinylklorid – Vinylklorid – Akrylnitril-kopolymer – Polyetylen – Polytetrafluoretylen (-). Selv om årsaken til generering av statisk elektrisitet ennå ikke er fullt ut forstått, antas det generelt at når forskjellige typer objekter gnir mot hverandre, genereres det bevegelige ladninger mellom de gnidsede objektene, og dermed produserer statisk elektrisitet. Typen ladning et objekt bærer kan bestemmes av tilførselen eller tapet av elektroner. Hvis et objekt mister elektroner, blir det positivt ladet; hvis det får elektroner, blir det negativt ladet.

1. Antistatisk middel

Det finnes to hovedmetoder for å eliminere statisk elektrisitet:

Fysisk metode: Siden størrelsen på statisk elektrisitet påvirkes av temperatur og fuktighet, kan fysiske metoder som justering av temperatur og fuktighet, og koronautladning brukes til å eliminere statisk elektrisitet på overflaten av objekter.

Overflatekjemisk metodeDet vil si å bruke overflateaktive stoffer, også kjent som antistatiske midler, til å utføre overflatebehandling på fibre og plastprodukter eller blande dem inn i plast for å oppnå formålet med å eliminere statisk elektrisitet.

2.I. Antistatiske midler for fibre

Vilkår som antistatiske midler må oppfylle:

(1) Ikke endre fiberens følelse;

(2) God antistatisk effekt, liten dosering, og fortsatt effektiv ved lave temperaturer;

(3) God kompatibilitet med harpiksfibre;

(4) God kompatibilitet med andre tilsetningsstoffer;

(5) Ingen skummingsfenomen og ingen vannflekker;

(6) Ikke giftig og ikke-skadelig for huden;

(7) Kan opprettholde god stabilitet.

2.2. Typer antistatiske midler

De viktigste typene antistatiske midler som brukes til fibre er kationiske og amfotere ioniske overflateaktive stoffer.

2.3. Virkningsmekanisme for antistatiske midler

Den antistatiske mekanismen til overflateaktive stoffer som brukes til fiberantistatikk manifesterer seg hovedsakelig i to aspekter: å forhindre generering av statisk elektrisitet når overflaten av fiberstoffer gnides og å avlede overflateladninger. Å forhindre friksjonselektrifisering er nært knyttet til strukturen til overflateaktive stoffer, mens avledingen av overflateladninger er relatert til adsorpsjonsmengden og hygroskopisiteten til overflateaktive stoffer på fiberstoffer.

Kationiske overflateaktive stoffer kan lett adsorberes til overflaten av negativt ladede fibre gjennom sine egne positive ladninger.

①Det kan nøytralisere fiberens overflateladning;

②Siden kationiske overflateaktive stoffer adsorberes til fiberoverflaten med positivt ladede kvaternære ammoniumioner, og de hydrofobe hydrokarbonkjedene vender utover, danner det en orientert adsorpsjonsfilm bestående av hydrokarbonkjeder på fiberoverflaten. Denne adsorpsjonsfilmen kan effektivt redusere friksjonskraften som genereres på fiberoverflaten under friksjon, og dermed svekke friksjonselektrifiseringsfenomenet.

For syntetiske fibre med lav polaritet og sterk hydrofobisitet adsorberer kationiske overflateaktive stoffer til fiberoverflaten gjennom van der Waals-krefter med sine hydrofobe hydrokarbonkjeder, mens de polare kvaternære ammoniumgruppene vender utover og dekker fiberoverflaten med hydrofile polare grupper. Dette øker ikke bare fiberoverflatens konduktivitet, men øker også overflatefuktigheten, noe som er gunstig for avledning av statisk elektrisitet generert av friksjon og spiller en antistatisk rolle.

Adsorpsjonsmengden av dioktadecylammoniumklorid på overflaten av naturlige fibre er betydelig høyere enn på syntetiske fibre. Dette indikerer at det har en bedre antistatisk effekt på naturlige fibre.

I likhet med kationiske overflateaktive stoffer har amfotære ioniske overflateaktive stoffer positive ladninger og kan også adsorberes på overflaten av negativt ladede fibre for å nøytralisere statiske ladninger. Deres hydrofobe grupper har også effekten av å redusere friksjon. Sammenlignet med kationiske overflateaktive stoffer har de dessuten en ekstra anionisk gruppe i sin molekylære struktur, slik at de bedre kan øke fuktigheten og ladningsspredningen. Derfor er amfotære ioniske overflateaktive stoffer antistatiske midler med god ytelse, men prisen er relativt høy.

Anioniske og ikke-ioniske overflateaktive stoffer har dårlige antistatiske effekter på grunn av deres lave adsorpsjonsmengde på fiberoverflaten. Adsorpsjonsmengden til ikke-ioniske overflateaktive stoffer er høyere enn for anioniske stoffer fordi de ikke påvirkes av fiberens overflateladning, men effekten deres på statisk dissipasjon er dårlig, så deres antistatiske evne er langt dårligere enn for kationiske og amfotere ioniske overflateaktive stoffer.

1. Antistatisk middel for plast

Virkningsmekanisme for overflateaktive stoffer som antistatiske midler for plast: Overflateaktive stoffer adsorberes på plastoverflaten gjennom van der Waals-krefter med sine hydrofobe hydrokarbonkjeder, mens deres polare grupper strekker seg utover og danner en orientert adsorpsjonsfilm av overflateaktive stoffer på plastoverflaten. Denne filmen gir konduktivitet, slik at statiske ladninger kan forsvinne godt. Samtidig kan adsorpsjonsfilmen også redusere friksjon på plastoverflaten.

Plastiske antistatiske midler klassifiseres etter type overflateaktivt middel i:

(1) Anionisk type;

(2) Kationisk type;

(3) Amfotær ionisk type;

(4) Ikke-ionisk type.

Antistatiske midler kan deles inn i to kategorier i henhold til bruksmåten:

(1) Antistatiske midler for overflatebehandling;

(2) Antistatiske midler av blandingstypen.