Онмоющие средства Свойства поверхностно-активных веществ являются основополагающими и определяют их наиболее практическое применение. Они присутствуют в повседневной жизни тысяч домохозяйств. Более того, они все чаще применяются в различных отраслях промышленности и всех видах промышленного производства.
Антистатический эффект поверхностно-активных веществ
Волокна, пластмассы и другие изделия часто генерируют статическое электричество из-за трения, что влияет на эксплуатационные характеристики. Например, если волокнистые ткани накапливают статическое электричество, они часто имеют такие недостатки, как «прилипание к поверхности» или «статическая адгезия», а также склонны к впитыванию пыли или загрязнению. Влияние статического электричества на изделия из пластмассы еще сильнее. Изделия не только легко притягивают пыль, влияя на их прозрачность, чистоту поверхности и внешний вид, но и снижают функциональность и ценность продукции.
Для устранения этого явления статического электричества в настоящее время чаще всего используется метод антистатического воздействия с помощью поверхностно-активных веществ. Такие поверхностно-активные вещества называютсяантистатический агенты.
- Электростатические явления и их причины
Хотя результаты, полученные разными исследователями относительно порядка электризации волокон, несколько различаются, волокна с амидными связями, такие как шерсть, нейлон и искусственная шерсть, как правило, имеют положительный заряд.
Обычно электрический заряд веществ, от положительного к отрицательному, распределяется следующим образом: (+) Полиуретан – Волос – Нейлон – Шерсть – Шелк – Вискоза – Хлопок – Твердая резина – Ацетатное волокно – Винилон – Полипропилен – Полиэстер – Полиакрилонитрил – Поливинилхлорид – Винилхлорид – Сополимер акрилонитрила – Полиэтилен – Политетрафторэтилен (-). Хотя причина возникновения статического электричества до конца не изучена, обычно считается, что при трении различных типов предметов друг о друга между ними генерируются движущиеся заряды, вызывая статическое электричество. Тип заряда, переносимого объектом, определяется приобретением или потерей электронов. Если объект теряет электроны, он становится положительно заряженным; если он приобретает электроны, он становится отрицательно заряженным.
- Антистатическое средство
Существует два основных метода устранения статического электричества:
Физический метод: Поскольку величина статического электричества зависит от температуры и влажности, для устранения статического электричества на поверхности объектов можно использовать физические методы, такие как регулирование температуры и влажности, а также коронный разряд.
Химический метод обработки поверхностиТо есть, использование поверхностно-активных веществ, также известных как антистатические агенты, для обработки поверхности волокон и пластмассовых изделий или для их добавления в пластмассы с целью устранения статического электричества.
2.I. Антистатические средства для волокон
Антистатическим средствам должны соответствовать следующие условия:
(1) Не изменяйте тактильные ощущения волокна;
(2) Хороший антистатический эффект, малая дозировка и эффективность при низких температурах;
(3) Хорошая совместимость с полимерными волокнами;
(4) Хорошая совместимость с другими добавками;
(5) Отсутствие пенообразования и водяных пятен;
(6) Нетоксичный и не повреждающий кожу;
(7) Может поддерживать хорошую стабильность.
2.2. Виды антистатических агентов
Основными типами антистатических агентов, используемых для волокон, являются катионные и амфотерные ионные поверхностно-активные вещества.
2.3. Механизм действия антистатических средств
Антистатический механизм действия поверхностно-активных веществ, используемых для защиты волокон от статического электричества, проявляется главным образом в двух аспектах: предотвращении образования статического электричества при трении поверхности волокон и рассеивании поверхностных зарядов. Предотвращение электризации при трении тесно связано со структурой поверхностно-активных веществ, тогда как рассеивание поверхностных зарядов связано с количеством адсорбированного вещества и его гигроскопичностью на волокнах.
Катионные поверхностно-активные вещества Благодаря своему положительному заряду, они легко адсорбируются на поверхности отрицательно заряженных волокон.
①Это позволяет нейтрализовать поверхностный заряд волокна;
②Поскольку катионные поверхностно-активные вещества адсорбируются на поверхности волокна с помощью положительно заряженных четвертичных аммониевых ионов, а гидрофобные углеводородные цепи обращены наружу, образуя ориентированную адсорбционную пленку, состоящую из углеводородных цепей, на поверхности волокна, эта адсорбционная пленка может эффективно снизить силу трения, возникающую на поверхности волокна во время трения, тем самым ослабляя явление электризации при трении.
В случае синтетических волокон с низкой полярностью и сильной гидрофобностью катионные поверхностно-активные вещества адсорбируются на поверхности волокна за счет сил Ван дер Ваальса со своими гидрофобными углеводородными цепями, в то время как полярные четвертичные аммониевые группы обращены наружу, покрывая поверхность волокна гидрофильными полярными группами. Это не только увеличивает проводимость поверхности волокна, но и повышает ее поверхностную влажность, что способствует рассеиванию статического электричества, возникающего при трении, и играет антистатическую роль.
Количество адсорбированного диоктадециламмонийхлорида на поверхности натуральных волокон значительно выше, чем на синтетических. Это указывает на то, что он обладает лучшим антистатическим эффектом на натуральных волокнах.
Подобно катионным поверхностно-активным веществам, амфотерные ионные поверхностно-активные вещества несут положительные заряды и могут также адсорбироваться на поверхности отрицательно заряженных волокон, нейтрализуя статический заряд. Их гидрофобные группы также способствуют снижению трения. Кроме того, по сравнению с катионными поверхностно-активными веществами, они имеют дополнительную анионную группу в своей молекулярной структуре, поэтому они лучше повышают влажность и рассеивают заряд. Таким образом, амфотерные ионные поверхностно-активные вещества являются антистатическими агентами с хорошими характеристиками, но их цена относительно высока.
Анионные и неионогенные поверхностно-активные вещества обладают слабым антистатическим эффектом из-за низкой адсорбционной способности на поверхности волокна. Адсорбционная способность неионогенных поверхностно-активных веществ выше, чем у анионных, поскольку она не зависит от поверхностного заряда волокна, но их влияние на рассеивание статического электричества слабое, поэтому их антистатическая способность значительно хуже, чем у катионных и амфотерных ионных поверхностно-активных веществ.
- Антистатическое средство для пластмасс
Механизм действия поверхностно-активных веществ в качестве антистатических агентов для пластмасс: поверхностно-активные вещества адсорбируются на поверхности пластмассы за счет сил Ван дер Ваальса своими гидрофобными углеводородными цепями, в то время как их полярные группы вытягиваются наружу, образуя ориентированную адсорбционную пленку из поверхностно-активных веществ на поверхности пластмассы. Эта пленка обеспечивает проводимость, позволяя статическим зарядам эффективно рассеиваться. В то же время адсорбционная пленка может также снижать трение на поверхности пластмассы.
Антистатические агенты для пластмасс классифицируются по типу поверхностно-активного вещества следующим образом:
(1) Анионный тип;
(2) Катионный тип;
(3) Амфотерный ионный тип;
(4) Неионный тип.
Антистатические средства можно разделить на две категории в зависимости от способа применения:
(1) Антистатические агенты с поверхностным покрытием;
(2) Антистатические средства компаундного типа.
Дата публикации: 12 марта 2026 г.