Proprietatea de spălare asurfactanțieste caracteristica fundamentală care conferă surfactanților cele mai mari aplicații practice. Este implicat în viața de zi cu zi a mii de gospodării și este aplicat din ce în ce mai mult în toate domeniile vieții și în diverse procese de producție industrială.
Efect antistaticde surfactanți
Fibrele, materialele plastice și alte produse generează adesea electricitate statică din cauza frecării, ceea ce afectează performanța lor în aplicare. De exemplu, țesăturile din fibre cu încărcări statice prezintă frecvent dezavantaje precum aderența la corp, aderența statică și tendința de a absorbi praful și de a se murdări. Impactul negativ al electricității statice asupra produselor din plastic este și mai sever. Produsele din plastic încărcate static nu numai că adsorb ușor praful, ceea ce afectează transparența, curățenia suprafeței și aspectul produselor, dar reduc și performanța și valoarea lor în utilizare.
Pentru a elimina astfel de fenomene statice, metoda antistatică a surfactanților este adoptată pe scară largă în prezent. Astfel de surfactanți sunt cunoscuți sub numele de agenți antistatici.
Secțiunea 1 Fenomene statice și cauzele acestora
Deși există unele discrepanțe în rezultatele secvenței de electrificare a fibrelor obținute de diferiți testeri, fibrele care conțin legături amidice, cum ar fi lâna, nailonul și lâna artificială, tind să poarte sarcini pozitive. Starea de electrizare a materialelor plastice comune este prezentată în Tabelul 10.‑2. Secvența de electrificare a substanțelor comune de la pozitiv la negativ este prezentată mai jos:
(+) Poliuretan–Păr–Nailon–Lână–Mătase–Fibră de viscoză–Bumbac–Cauciuc dur–Fibră de acetat de celuloză–Vinilon–Polipropilenă–Poliester–Poliacrilonitril–Clorură de polivinil–Copolimer clorură de vinil-acrilonitril–Polietilenă–Politetrafluoroetilenă (-).
Mecanismul exact al generării electricității statice nu este pe deplin înțeles, însă există un consens conform căruia electricitatea statică apare din sarcinile mobile generate între obiecte atunci când diferite tipuri de obiecte se freacă unele de altele. Tipul de sarcină pe care îl poartă un obiect este determinat de câștigul sau pierderea de electroni. Un obiect devine încărcat pozitiv atunci când pierde electroni și încărcat negativ atunci când câștigă electroni.
Secțiunea 2 Agenți antistatici
Există două metode principale pentru eliminarea electricității statice:
(1) Metode fizice. Întrucât magnitudinea electricității statice este influențată de temperatură și umiditate, se pot utiliza abordări fizice, cum ar fi reglarea temperaturii și umidității și descărcarea corona, pentru a elimina electricitatea statică de pe suprafața articolelor.
(2) Metode chimice de suprafață, și anume utilizarea surfactanților (numiți și agenți antistatici) pentru a efectua tratamentul de suprafață al produselor din fibre și plastic sau amestecarea acestora în materiale plastice pentru a atinge scopul eliminării electricității statice.
1. Agenți antistatici pentru fibre
Proprietăți necesare ale agenților antistatici:
(1) Nu modifică senzația tactilă a fibrelor; (2) Performanță antistatică bună cu dozaj redus și eficacitate la temperaturi scăzute; (3) Compatibilitate bună cu fibrele de rășină; (4) Compatibilitate excelentă cu alți auxiliari; (5) Nu formează spumă și nu pete de apă; (6) Netoxic și neiritant pentru piele; (7) Menține o bună stabilitate.
Tipuri de agenți antistatici
Principalele tipuri de agenți antistatici utilizați pentru fibre sunt surfactanții cationici și amfoteri.
Mecanismul de acțiune al agenților antistatici
Mecanismul antistatic al surfactanților utilizați în scopuri antistatice pentru fibre se reflectă în principal în două aspecte: prevenirea generării de electricitate statică atunci când țesăturile fibroase sunt supuse la frecare și facilitarea disipării sarcinilor superficiale. Prevenirea electrizării prin frecare este strâns legată de structura surfactanților, în timp ce disiparea sarcinilor superficiale este asociată cu capacitatea de adsorbție și higroscopicitatea surfactanților pe țesăturile fibroase.
Agenții tensioactivi cationici se pot adsorbi ușor pe suprafețele fibrelor încărcate negativ prin intermediul propriilor sarcini pozitive.
1.Acestea pot neutraliza sarcinile superficiale ale fibrelor;
2.Agenții tensioactivi cationici se adsorb pe suprafețele fibrelor într-o orientare în care ionii cuaternari de amoniu încărcați pozitiv se atașează de suprafața fibrei, iar lanțurile de hidrocarburi hidrofobe sunt orientate spre exterior, formând o peliculă de adsorbție orientată compusă din lanțuri de hidrocarburi pe suprafața fibrei. Această peliculă de adsorbție poate reduce eficient frecarea de pe suprafața fibrei în timpul frecării și poate slăbi electrizarea prin frecare.
În cazul fibrelor sintetice cu polaritate scăzută și hidrofobicitate puternică, surfactanții cationici se adsorb pe suprafețele fibrelor prin forțe van der Waals prin lanțurile lor hidrofobe, în timp ce grupările polare de amoniu cuaternare sunt orientate spre exterior. Suprafața fibrei este astfel acoperită cu grupări polare hidrofile, ceea ce nu numai că îmbunătățește conductivitatea suprafeței fibrei, dar și crește umiditatea acesteia, facilitând disiparea electricității statice generate de frecare și oferind efecte antistatice.
Capacitatea de adsorbție a clorurii de dioctadecil amoniu pe suprafețele fibrelor naturale este semnificativ mai mare decât cea de pe fibrele sintetice, ceea ce indică faptul că obține o performanță antistatică mai bună pe fibrele naturale.
La fel ca surfactanții cationici, surfactanții amfoteri poartă sarcini pozitive și se pot adsorbi pe suprafețele fibrelor încărcate negativ pentru a neutraliza sarcinile statice. Grupările lor hidrofobe reduc, de asemenea, frecarea. Comparativ cu surfactanții cationici, surfactanții amfoteri au o grupare anionică suplimentară în structura lor moleculară, ceea ce permite o mai bună retenție a umidității și disipare a sarcinii. Prin urmare, surfactanții amfoteri sunt agenți antistatici de înaltă performanță, deși la un preț relativ ridicat.
Surfactanții anionici și neionici prezintă performanțe antistatice slabe din cauza capacității lor reduse de adsorbție pe suprafețele fibrelor. Cantitatea de adsorbție a surfactanților neionici nu este afectată de sarcina superficială a fibrelor și este mai mare decât cea a surfactanților anionici, însă aceștia au efecte slabe asupra disipării electricității statice. Prin urmare, capacitatea lor antistatică este mult inferioară celei a surfactanților cationici și amfoteri.
2. Agenți antistatici pentru materiale plastice
Mecanismul antistatic al surfactanților utilizați ca agenți antistatici pentru plastic este următorul: surfactanții se adsorb pe suprafețele din plastic prin lanțurile lor hidrofobe prin forțe van der Waals, cu grupări polare extinse spre exterior. O peliculă de adsorbție orientată de surfactanți se formează pe suprafața plasticului pentru a asigura conductivitate, permițând disiparea eficientă a sarcinilor statice. Între timp, pelicula de adsorbție poate, de asemenea, atenua frecarea pe suprafețele din plastic.
Clasificarea agenților antistatici din plastic după tipul de surfactant:
(1)Tip anionic;
(2) Tip cationic;
(3) Tip amfoter;
(4) Tip neionic.
Agenții antistatici pot fi împărțiți în două categorii în funcție de metoda de aplicare:
(1) Agenți antistatici pentru acoperirea suprafețelor;
(2) Agenți antistatici compuși.
Data publicării: 10 oct. 2026