Avvaskningsevnen tiloverflateaktive stofferer den grunnleggende egenskapen som ligger til grunn for deres bredeste praktiske anvendelser. Den er integrert i hverdagen til utallige husholdninger og blir i økende grad tatt i bruk på tvers av alle fag- og industriproduksjonssektorer.
Antistatisk effektav overflateaktive stoffer
Friksjon genererer ofte statisk elektrisitet på fibre, plast og andre ferdige produkter, noe som svekker deres ytelse. For eksempel har statisk ladede tekstilstoffer en tendens til å feste seg tett til kroppen eller til andre overflater, og tiltrekke seg lett støv og smuss. Statisk elektrisitet har en enda mer alvorlig innvirkning på plastprodukter: ikke bare absorberer plast lett støv, noe som går utover deres gjennomsiktighet, overflaterenhet og estetiske appell, men deres ytelse og kommersielle verdi forringes også.
Antistatisk behandling basert på overflateaktive stoffer er den dominerende metoden som brukes for tiden for å eliminere statisk elektrisitet, og slike overflateaktive stoffer er kjent som antistatiske midler.
Seksjon 1 Statisk elektrisitet og dens genereringsmekanismer
Selv om det finnes små avvik i testresultatene angående den triboelektriske ladesekvensen til fibre fra forskjellige forskere, har fibre som inneholder amidbindinger som ull, nylon og kunstig ull generelt en tendens til å bære positive ladninger.
Ladeatferden til vanlige plasttyper er listet opp i tabell 10-2. Den triboelektriske sekvensen til typiske stoffer fra positiv til negativ ladning er som følger:
(+) Polyuretan–Menneskehår–Nylon–Ull–Silke–Viskosefiber–Bomull–Hard gummi–Celluloseacetat–Vinylon–Polypropylen–Polyester–Polyakrylonitril–Polyvinylklorid–Vinylklorid-akrylonitril-kopolymer–Polyetylen–Polytetrafluoretylen (-)
De nøyaktige mekanismene for dannelse av statisk elektrisitet er ikke fullt ut klarlagt, men det er enighet om at friksjon mellom ulike stoffer induserer ladningsoverføring mellom kontaktflatene, og dermed genererer statisk elektrisitet. Polariteten til ladningen som bæres av et stoff bestemmes av elektronforsterkning eller -tap: stoffer mister elektroner og blir positivt ladet, mens de som tilegner seg elektroner får negative ladninger.
Avsnitt 2 Antistatiske midler
Det finnes to primære metoder for å eliminere statisk elektrisitet:
Fysiske metoder: Siden størrelsen på statisk ladning påvirkes av temperatur og fuktighet, kan fysiske teknikker, inkludert temperatur- og fuktighetsregulering og koronautladning, brukes for å fjerne statisk elektrisitet fra materialoverflater.
Overflatekjemiske metoder: Overflateaktive stoffer, også referert til som antistatiske midler, brukes til å overflatebehandle fibre og plastprodukter eller blandes inn i plastmatriser for å eliminere statisk elektrisitet.
I. Antistatiske midler for fibre
Nødvendige egenskaper for kvalifiserte antistatiske midler
(1) Bevar den opprinnelige håndfølelsen til fibrene;
(2) Gir enestående antistatisk ytelse ved lave doseringer og forblir effektiv under lave temperaturforhold;
(3) Viser utmerket kompatibilitet med harpiksfibre;
(4) Ha god kompatibilitet med andre prosesseringshjelpemidler;
(5) Forårsaker ingen skumming og etterlater ingen vannflekker;
(6) Ikke-giftig og ikke-irriterende for menneskers hud;
(7) Opprettholde stabil ytelse over tid.
Klassifisering av antistatiske midler for fibre
Kationiske og amfotere overflateaktive stoffer utgjør hovedkategoriene av antistatiske midler for fiberapplikasjoner.
Antistatiske mekanismer
Surfaktanter utøver antistatiske effekter på tekstiler gjennom to kjerneveier: å hemme generering av statisk elektrisitet under friksjonskontakt og å legge til rette for spredning av statiske ladninger på overflaten. Undertrykkelsen av friksjonsladning er nært korrelert med overflateaktivt stoffs molekylstruktur, mens ladningsspredning avhenger av adsorpsjonskapasiteten og hygroskopisiteten til overflateaktive stoffer på fiberoverflater.
Kationiske overflateaktive stofferabsorberes lett på negativt ladede fiberoverflater via deres iboende positive ladninger:
①De nøytraliserer de iboende overflateladningene til fibrene;
②Kationiske overflateaktive stoffer fester seg til fibrene gjennom positivt ladede kvaternære ammoniumgrupper, med hydrofobe hydrokarbonkjeder orientert utover, og danner en ordnet adsorbert film på fiberoverflatene. Denne filmen reduserer effektivt overflatefriksjon under kontakt og demper friksjonsmessig statisk oppbygging.
For syntetiske fibre med lav polaritet og høy hydrofobe egenskaper, fester kationiske overflateaktive stoffer seg til fiberoverflater via van der Waals-krefter som virker på hydrofobe hydrokarbonkjeder, mens polare kvaternære ammoniumgrupper vender utover. Dette belegger fibrene med et hydrofilt polart lag som øker overflatens elektriske ledningsevne og fuktighetsretensjon, akselererer spredningen av friksjonsindusert statisk elektrisitet og gir antistatisk funksjonalitet.
Adsorpsjonskapasiteten til dioktadecylammoniumklorid på naturlige fibre er markant høyere enn på syntetiske fibre, noe som indikerer overlegen antistatisk effekt for naturlige fibersubstrater.
I likhet med kationiske overflateaktive stoffer har amfotære overflateaktive stoffer positive ladninger og adsorberer på negativt ladede fiberoverflater for å nøytralisere statiske ladninger, der deres hydrofobe deler senker overflatefriksjonen. I motsetning til kationiske overflateaktive stoffer inneholder amfotære molekyler en ekstra anionisk gruppe, som ytterligere forbedrer overflatefuktighetsabsorpsjon og ladningsspredningsevne. Amfotære overflateaktive stoffer fungerer dermed som høytytende antistatiske midler, om enn til en høyere kostnad.
Anioniske og ikke-ioniske overflateaktive stoffer viser svak antistatisk ytelse på grunn av lave adsorpsjonsnivåer på fiberoverflater. Ikke-ioniske overflateaktive stoffer adsorberes lettere enn anioniske overflateaktive stoffer fordi adsorpsjonen deres ikke påvirkes av fiberoverflateladningen, men de gir dårlig ladningsspredning, noe som resulterer i langt dårligere antistatisk kapasitet sammenlignet med kationiske og amfotere overflateaktive stoffer.
II. Antistatiske midler for plast
Mekanisme for antistatiske plastmidler basert på overflateaktive stoffer
Surfaktanter binder seg til plastoverflater gjennom van der Waals-krefter som virker på hydrofobe hydrokarbonkjeder, med polare funksjonelle grupper som strekker seg utover og danner en orientert adsorbert film. Denne filmen gir overflateledningsevne for å muliggjøre effektiv dissipasjon av statisk ladning og modererer samtidig overflatefriksjon på plastsubstrater.
Klassifisering etter overflateaktivt kjemisk type
(1) Anioniske overflateaktive stoffer
(2) Kationiske overflateaktive stoffer
(3) Amfotære overflateaktive stoffer
(4) Ikke-ioniske overflateaktive stoffer
Klassifisering etter påføringsmetode
(1) Antistatiske midler av beleggstypen (påført materialoverflater)
(2) Smeltede antistatiske midler (blandet inn i plastråmaterialer under blanding)
Publisert: 16. juli 2026