Vaskeevnen til overflateaktive stoffer er den grunnleggende egenskapen som gir overflateaktive stoffer deres største praktiske nytteverdi. Den er nært knyttet til dagliglivet til tusenvis av husholdninger og brukes også i økende grad i ulike bransjer og industrielle produksjoner.
1.Antistatisk effekt of overflateaktive stoffer
Fiber, plast og andre produkter genererer ofte statisk elektrisitet på grunn av friksjon, noe som påvirker ytelsen til slike produkter. Hvis for eksempel fiberstoffer bærer statisk elektrisitet, har de ofte ulemper som "festing" eller "statisk vedheft", samt at de er tilbøyelige til å absorbere støv og bli lett skitne. Virkningen av statisk elektrisitet på plastprodukter er enda mer betydelig: slike produkter absorberer ikke bare lett støv, noe som svekker deres gjennomsiktighet, overflaterenhet og utseende, men reduserer også deres ytelse og verdi.
For å eliminere dette statiske fenomenet brukes for tiden hovedsakelig antistatiske metoder med overflateaktive stoffer. Slike overflateaktive stoffer er kjent som antistatiske midler.
2.Elektrostatiskfenomener og deres årsaker
Selv om resultatene av fiberladningssekvensen oppnådd av forskjellige forskere varierer noe, har fibre som inneholder amidbindinger, som ull, nylon og kunstig ull, en tendens til å være positivt ladet. Ladeforholdene for vanlige plasttyper er vist i tabell 10-2. Ladesekvensen for vanlige 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, er det generelt enighet om at statisk elektrisitet genereres når forskjellige typer objekter gnir mot hverandre, noe som fører til at bevegelige ladninger overføres mellom de gnidde objektene. Typen ladning et objekt bærer kan bestemmes av tilførselen eller tapet av elektroner. Et objekt blir positivt ladet hvis det mister elektroner, og negativt ladet hvis det får elektroner.
Det finnes to hovedmetoder for å eliminere statisk elektrisitet:
(1) 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.
(2) Overflatekjemisk metode. Det vil si at overflateaktive stoffer, også kjent som antistatiske midler, brukes til å behandle overflatene til fibre og plastprodukter eller blandes inn i det indre av plast for å eliminere statisk elektrisitet.
4.antistatisk middel for fibre
4.1Krav til et antistatisk middel:
(1) Det skal ikke endre fiberens følelse i hånden;
(2) Den skal ha utmerket antistatisk effekt med lav dosering og forbli effektiv ved lave temperaturer;
(3) Den skal ha god kompatibilitet med harpiksfibre;
(4) Den skal ha utmerket kompatibilitet med andre tilsetningsstoffer;
(5) Det skal ikke forårsake skumdannelse eller vannflekker;
(6) Det skal være giftfritt og ikke-irriterende for huden;
(7) Den skal opprettholde god stabilitet.
4.2Typer antistatiske midler
De viktigste typene antistatiske midler som brukes til fibre er kationiske og amfotere ioniske overflateaktive stoffer.
4.3Virkningsmekanismen til antistatiske midler
For overflateaktive stoffer som brukes som antistatiske midler for fibre, involverer den antistatiske mekanismen hovedsakelig to aspekter: å forhindre generering av statisk elektrisitet på overflaten av fiberstoffer på grunn av friksjon og å avlede overflateladninger. Forebygging av friksjonselektrifisering er nært knyttet til strukturen til overflateaktive stoffer, mens avledning av overflateladninger er knyttet til adsorpsjonsmengden og hygroskopisiteten til overflateaktive stoffer på fiberstoffer.
Kationiske overflateaktive stoffer adsorberes lett på de negativt ladede fiberoverflatene via sine egne positive ladninger.
① De kan nøytralisere overflateladningene til fibrene;
② Når kationiske overflateaktive stoffer adsorberes på fiberoverflater i form av positivt ladede kvaternære ammoniumioner med deres hydrofobe hydrokarbonkjeder vendt utover, dannes det en retningsbestemt adsorpsjonsfilm bestående av hydrokarbonkjeder på fiberoverflaten. Denne filmen reduserer effektivt friksjonskraften som genereres på fiberoverflaten under friksjon, og svekker dermed friksjonselektrifiseringen.
For syntetiske fibre med lav polaritet og sterk hydrofobisitet adsorberes kationiske overflateaktive stoffer på fiberoverflaten gjennom van der Waals-krefter via sine hydrofobe hydrokarbonkjeder, med sine polare kvaternære ammoniumgrupper vendt utover. Dette dekker fiberoverflaten med hydrofile polare grupper, noe som ikke bare forbedrer fiberoverflatens elektriske ledningsevne, men også øker overflatefuktigheten, noe som letter spredningen av statisk elektrisitet generert av friksjon og oppnår en antistatisk effekt.
Adsorpsjonsmengden av dioktadecylammoniumklorid på naturlige fiberoverflater er betydelig høyere enn på syntetiske fibre, noe som indikerer dens overlegne antistatiske effekt på naturlige fibre.
I likhet med kationiske overflateaktive stoffer har amfotære ioniske overflateaktive stoffer positive ladninger og kan også adsorberes på negativt ladede fiberoverflater for å nøytralisere statiske ladninger. Deres hydrofobe grupper reduserer også friksjon. Sammenlignet med kationiske overflateaktive stoffer inneholder de i tillegg en anionisk gruppe i sin molekylære struktur, noe som muliggjør bedre forbedring av fuktighets- og ladningsspredning. Derfor er amfotære ioniske overflateaktive stoffer høypresterende antistatiske midler, om enn til en relativt høy kostnad.
Anioniske og ikke-ioniske overflateaktive stoffer viser dårlige antistatiske effekter på grunn av deres lave adsorpsjonsmengde på fiberoverflater. Adsorpsjonsmengden av ikke-ioniske overflateaktive stoffer er høyere enn for anioniske overflateaktive stoffer, da de ikke påvirkes av fiberoverflateladninger. Deres evne til å spre statisk elektrisitet er imidlertid svak, noe som resulterer i langt dårligere antistatisk ytelse sammenlignet med kationiske og amfotere ioniske overflateaktive stoffer.
5.Antistatiske midler for plast
Mekanisme for hvordan overflateaktive stoffer fungerer som antistatiske midler for plast: Overflateaktive stoffer adsorberes på plastoverflaten via van der Waals-krefter gjennom sine hydrofobe hydrokarbonkjeder, med polargruppene som strekker seg utover. En retningsbestemt adsorpsjonsfilm av overflateaktive stoffer dannes på plastoverflaten, noe som gir elektrisk ledningsevne som gjør at statiske ladninger kan forsvinne effektivt. Samtidig reduserer adsorpsjonsfilmen også friksjon på plastoverflaten.
Plastiske antistatiske midler klassifiseres etter type overflateaktivt middel som følger:
(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 påføringsmetoder:
(1) Antistatiske midler for overflatebelegg;
(2) Antistatiske midler for intern blanding.
Publisert: 14. april 2026