Vaskeegenskapene tiloverflateaktive stofferer den grunnleggende egenskapen som gir overflateaktive stoffer deres største praktiske anvendelser. Det er involvert i dagliglivet til tusenvis av husholdninger og brukes i økende grad i alle samfunnslag og ulike industrielle produksjonsprosesser.
Antistatisk effektav overflateaktive stoffer
Fiber, plast og andre produkter genererer ofte statisk elektrisitet på grunn av friksjon, noe som svekker bruksegenskapene. For eksempel har fiberstoffer med statiske ladninger ofte ulemper som at de fester seg til kroppen, har statisk vedheft og en tendens til å absorbere støv og bli skitne. De negative virkningene av statisk elektrisitet på plastprodukter er enda mer alvorlige. Statisk ladede plastprodukter absorberer ikke bare støv lett, noe som skader produktenes gjennomsiktighet, overflaterenhet og utseende, men reduserer også deres ytelse og verdi.
For å eliminere slike statiske fenomener er den overflateaktive antistatiske metoden mye brukt for tiden. Slike overflateaktive stoffer er kjent som antistatiske midler.
Seksjon 1 Statiske fenomener og deres årsaker
Selv om det er noen avvik i resultatene av elektrifiseringssekvensen til fibrene oppnådd av forskjellige testere, har fibre som inneholder amidbindinger, som ull, nylon og kunstig ull, en tendens til å bære positive ladninger. Elektrifiseringsstatusen til vanlige plasttyper er vist i tabell 10.‑2. Elektrifiseringssekvensen for vanlige stoffer fra positiv til negativ er listet opp nedenfor:
(+) Polyuretan–Hår–Nylon–Ull–Silke–Viskosefiber–Bomull–Hard gummi–Celluloseacetatfiber–Vinylon–Polypropylen–Polyester–Polyakrylonitril–Polyvinylklorid–Vinylklorid-akrylonitril-kopolymer–Polyetylen–Polytetrafluoretylen (-).
Den nøyaktige mekanismen for generering av statisk elektrisitet er ikke fullt ut forstått, men det er enighet om at statisk elektrisitet oppstår fra mobile ladninger som genereres mellom objekter når forskjellige typer objekter gnir mot hverandre. Typen ladning et objekt bærer bestemmes av tilførselen eller tapet av elektroner. Et objekt blir positivt ladet når det mister elektroner og negativt ladet når det tar opp elektroner.
Avsnitt 2 Antistatiske midler
Det finnes to hovedmetoder for å eliminere statisk elektrisitet:
(1) Fysiske metoder. Siden størrelsen på statisk elektrisitet påvirkes av temperatur og fuktighet, kan fysiske tilnærminger som justering av temperatur og fuktighet og koronautladning brukes til å fjerne statisk elektrisitet på overflaten av gjenstander.
(2) Overflatekjemiske metoder, nemlig bruk av overflateaktive stoffer (også kalt antistatiske midler) for å utføre overflatebehandling på fiber- og plastprodukter eller blande dem inn i plast for å oppnå formålet med å eliminere statisk elektrisitet.
1. Antistatiske midler for fibre
Nødvendige egenskaper for antistatiske midler:
(1) Endrer ikke fibrenes følelse; (2) God antistatisk ytelse med lav dosering og effektivitet ved lave temperaturer; (3) God kompatibilitet med harpiksfibre; (4) Utmerket kompatibilitet med andre hjelpestoffer; (5) Ingen skumming og ingen vannflekker; (6) Ikke-giftig og ikke-irriterende for huden; (7) Opprettholder god stabilitet.
Typer antistatiske midler
De viktigste typene antistatiske midler som brukes til fibre er kationiske og amfotere overflateaktive stoffer.
Virkningsmekanismen til antistatiske midler
Den antistatiske mekanismen til overflateaktive stoffer som brukes til antistatiske formål mot fibre, gjenspeiles hovedsakelig i to aspekter: å forhindre generering av statisk elektrisitet når fiberstoffer utsettes for friksjon og å legge til rette for spredning av overflateladninger. Forebygging av friksjonselektrifisering er nært knyttet til strukturen til overflateaktive stoffer, mens spredning av overflateladninger er assosiert med adsorpsjonskapasiteten og hygroskopisiteten til overflateaktive stoffer på fiberstoffer.
Kationiske overflateaktive stoffer kan lett adsorberes på negativt ladede fiberoverflater via sine egne positive ladninger.
①De kan nøytralisere overflateladningene til fibrene;
②Kationiske overflateaktive stoffer adsorberer på fiberoverflater i en orientering der positivt ladede kvaternære ammoniumioner fester seg til fiberoverflaten og hydrofobe hydrokarbonkjeder peker utover, og danner en orientert adsorpsjonsfilm bestående av hydrokarbonkjeder på fiberoverflaten. Denne adsorpsjonsfilmen kan effektivt redusere friksjonen på fiberoverflaten under friksjon og svekke friksjonselektrifisering.
For syntetiske fibre med lav polaritet og sterk hydrofobisitet adsorberer kationiske overflateaktive stoffer på fiberoverflater gjennom van der Waals-krefter via sine hydrofobe hydrokarbonkjeder, mens polare kvaternære ammoniumgrupper vender utover. Fiberoverflaten er dermed dekket med hydrofile polare grupper, noe som ikke bare forbedrer fiberoverflatens konduktivitet, men også øker overflatefuktigheten, noe som letter spredningen av statisk elektrisitet generert av friksjon og gir antistatiske effekter.
Adsorpsjonskapasiteten til dioktadecylammoniumklorid på naturlige fiberoverflater er betydelig høyere enn på syntetiske fibre, noe som indikerer at den oppnår bedre antistatisk ytelse på naturlige fibre.
I likhet med kationiske overflateaktive stoffer har amfotære overflateaktive stoffer positive ladninger og kan adsorberes på negativt ladede fiberoverflater for å nøytralisere statiske ladninger. Deres hydrofobe grupper reduserer også friksjon. Sammenlignet med kationiske overflateaktive stoffer har amfotære overflateaktive stoffer en ekstra anionisk gruppe i sin molekylære struktur, noe som muliggjør bedre fuktighetsretensjon og ladningsspredning. Derfor er amfotære overflateaktive stoffer høytytende antistatiske midler, om enn til en relativt høy pris.
Anioniske og ikke-ioniske overflateaktive stoffer viser dårlig antistatisk ytelse på grunn av deres lave adsorpsjonskapasitet på fiberoverflater. Adsorpsjonsmengden av ikke-ioniske overflateaktive stoffer påvirkes ikke av fiberens overflateladning og er høyere enn for anioniske overflateaktive stoffer, men de har svak effekt på statisk dissipasjon. Derfor er deres antistatiske kapasitet langt dårligere enn for kationiske og amfotere overflateaktive stoffer.
2. Antistatiske midler for plast
Den antistatiske mekanismen til overflateaktive stoffer som brukes som antistatiske midler for plast er som følger: overflateaktive stoffer adsorberes på plastoverflater via sine hydrofobe hydrokarbonkjeder gjennom van der Waals-krefter, med polare grupper som strekker seg utover. En orientert adsorpsjonsfilm av overflateaktive stoffer dannes på plastoverflaten for å gi konduktivitet, slik at statiske ladninger kan forsvinne effektivt. Samtidig kan adsorpsjonsfilmen også redusere friksjon på plastoverflater.
Klassifisering av plastiske antistatiske midler etter type overflateaktivt middel:
(1)Anionisk type;
(2) Kationisk type;
(3) Amfoter type;
(4) Ikke-ionisk type.
Antistatiske midler kan deles inn i to kategorier etter påføringsmetode:
(1) Antistatiske midler for overflatebelegg;
(2) Blanding av antistatiske midler.
Publisert: 10. oktober 2026