Antistatický účinok povrchovo aktívnych látok

Ten/Tá/Todetergent Používanie povrchovo aktívnych látok je základná vlastnosť, ktorá im dáva najpraktickejšie využitie. Podieľa sa na každodennom živote tisícov domácností. Navyše sa čoraz viac uplatňuje v rôznych priemyselných odvetviach a všetkých druhoch priemyselnej výroby.

Antistatický účinok povrchovo aktívnych látok

Vlákna, plasty a iné výrobky často v dôsledku trenia vytvárajú statickú elektrinu, čo ovplyvňuje výkonnosť ich výrobkov. Napríklad, ak vláknité tkaniny prenášajú statickú elektrinu, často majú nevýhody, ako je „priľnavosť k telu“ alebo „statická priľnavosť“, ako aj náchylnosť na absorbovanie prachu alebo znečistenie. Vplyv statickej elektriny na plastové výrobky je ešte väčší. Výrobky nielen ľahko priťahujú prach, čo ovplyvňuje ich priehľadnosť, čistotu povrchu a vzhľad, ale tiež znižujú použiteľnosť a hodnotu výrobkov.

Na elimináciu tohto javu statickej elektriny sa v súčasnosti najčastejšie používa antistatická metóda s povrchovo aktívnymi látkami. Takéto povrchovo aktívne látky sa nazývajúantistatický agenti.

1. Elektrostatické javy a ich príčiny

Hoci existujú určité rozdiely vo výsledkoch získaných rôznymi výskumníkmi, pokiaľ ide o poradie elektrifikácie vlákien, vlákna s amidovými väzbami, ako je vlna, nylon a umelá vlna, majú tendenciu byť kladne nabité.

Bežný stav elektrického náboja látok, od kladného po záporný, je nasledovný: (+) Polyuretán – Vlasy – Nylon – Vlna – Hodváb – Viskózové vlákno – Bavlna – Tvrdá guma – Acetátové vlákno – Vinylón – Polypropylén – Polyester – Polyakrylonitril – Polyvinylchlorid – Vinylchlorid – Akrylonitrilový kopolymér – Polyetylén – Polytetrafluóretylén (-). Hoci príčina vzniku statickej elektriny ešte nie je úplne objasnená, všeobecne sa predpokladá, že keď sa rôzne typy predmetov o seba trú, medzi trenými predmetmi sa vytvárajú pohyblivé náboje, čím sa vytvára statická elektrina. Typ náboja, ktorý predmet nesie, možno určiť ziskom alebo stratou elektrónov. Ak predmet stratí elektróny, nabije sa kladne; ak elektróny získa, nabije sa záporne.

1. Antistatický prostriedok

Existujú dva hlavné spôsoby, ako sa zbaviť statickej elektriny:

Fyzikálna metóda: Keďže veľkosť statickej elektriny je ovplyvnená teplotou a vlhkosťou, na odstránenie statickej elektriny na povrchu predmetov možno použiť fyzikálne metódy, ako je úprava teploty a vlhkosti a korónový výboj.

Povrchová chemická metódaTo znamená použitie povrchovo aktívnych látok, známych aj ako antistatické činidlá, na povrchovú úpravu vlákien a plastových výrobkov alebo na ich zmiešanie s plastmi s cieľom eliminovať statický elektrický prúd.

2.I. Antistatické činidlá pre vlákna

Podmienky, ktoré musia spĺňať antistatické činidlá:

(1) Nemeňte pocit vlákna na dotyk;

(2) Dobrý antistatický účinok, malé dávkovanie a stále účinný pri nízkych teplotách;

(3) Dobrá kompatibilita so živicovými vláknami;

(4) Dobrá kompatibilita s inými prísadami;

(5) Žiadne penenie a žiadne vodné škvrny;

(6) Netoxický a nepoškodzujúci pokožku;

(7) Dokáže udržiavať dobrú stabilitu.

2.2. Druhy antistatických činidiel

Hlavnými typmi antistatických činidiel používaných pre vlákna sú katiónové a amfotérne iónové povrchovo aktívne látky.

2.3. Mechanizmus účinku antistatických látok

Antistatický mechanizmus povrchovo aktívnych látok používaných na antistatiku vlákien sa prejavuje najmä v dvoch aspektoch: zabránenie vzniku statickej elektriny pri trení povrchu vláknitých tkanín a rozptyl povrchových nábojov. Zabránenie trecej elektrifikácie úzko súvisí so štruktúrou povrchovo aktívnych látok, zatiaľ čo rozptyl povrchových nábojov súvisí s množstvom adsorpcie a hygroskopickosťou povrchovo aktívnych látok na vláknitých tkaninách.

Katiónové povrchovo aktívne látky sa môžu ľahko adsorbovať na povrch negatívne nabitých vlákien prostredníctvom vlastných kladných nábojov.

①Dokáže neutralizovať povrchový náboj vlákna;

2Keďže katiónové povrchovo aktívne látky adsorbujú na povrch vlákna kladne nabité kvartérne amóniové ióny a hydrofóbne uhľovodíkové reťazce smerujú von, vytvárajú na povrchu vlákna orientovaný adsorpčný film zložený z uhľovodíkových reťazcov. Tento adsorpčný film môže účinne znížiť treciu silu generovanú na povrchu vlákna počas trenia, čím sa oslabí fenomén trecej elektrifikácie.

V prípade syntetických vlákien s nízkou polaritou a silnou hydrofóbnosťou sa katiónové povrchovo aktívne látky adsorbujú na povrch vlákna prostredníctvom van der Waalsových síl so svojimi hydrofóbnymi uhľovodíkovými reťazcami, zatiaľ čo polárne kvartérne amóniové skupiny smerujú von a pokrývajú povrch vlákna hydrofilnými polárnymi skupinami. To nielen zvyšuje vodivosť povrchu vlákna, ale tiež zvyšuje jeho povrchovú vlhkosť, čo je prospešné pre rozptyl statickej elektriny generovanej trením a zohráva antistatickú úlohu.

Adsorpčné množstvo dioktadecylamóniumchloridu na povrchu prírodných vlákien je výrazne vyššie ako na syntetických vláknach. To naznačuje, že má lepší antistatický účinok na prírodné vlákna.

Podobne ako katiónové povrchovo aktívne látky, aj amfotérne iónové povrchovo aktívne látky nesú kladný náboj a môžu sa adsorbovať na povrch negatívne nabitých vlákien, aby neutralizovali statický náboj. Ich hydrofóbne skupiny majú tiež účinok znižovania trenia. Navyše, v porovnaní s katiónovými povrchovo aktívnymi látkami majú vo svojej molekulárnej štruktúre ďalšiu aniónovú skupinu, takže dokážu lepšie zvyšovať vlhkosť a rozptyľovať náboj. Preto sú amfotérne iónové povrchovo aktívne látky antistatickými činidlami s dobrým výkonom, ale ich cena je relatívne vysoká.

Aniónové a neiónové povrchovo aktívne látky majú slabé antistatické účinky kvôli ich nízkemu adsorpčnému množstvu na povrchu vlákna. Adsorpčné množstvo neiónových povrchovo aktívnych látok je vyššie ako u aniónových, pretože nie je ovplyvnené povrchovým nábojom vlákna, ale ich vplyv na rozptyl statickej elektriny je slabý, takže ich antistatická schopnosť je oveľa horšia ako u katiónových a amfotérnych iónových povrchovo aktívnych látok.

1. Antistatický prostriedok na plasty

Mechanizmus účinku povrchovo aktívnych látok ako antistatických činidiel pre plasty: Povrchovo aktívne látky sa adsorbujú na plastový povrch prostredníctvom van der Waalsových síl so svojimi hydrofóbnymi uhľovodíkovými reťazcami, zatiaľ čo ich polárne skupiny sa rozprestierajú smerom von a vytvárajú orientovaný adsorpčný film povrchovo aktívnych látok na plastovom povrchu. Tento film zaisťuje vodivosť, ktorá umožňuje dobrý odvod statického náboja. Zároveň môže adsorpčný film tiež znížiť trenie na plastovom povrchu.

Plastové antistatické činidlá sa delia podľa typu povrchovo aktívnej látky na:

(1) Aniónový typ;

(2) Katiónový typ;

(3) Amfotérny iónový typ;

(4) Neiónový typ.

Antistatické činidlá možno rozdeliť do dvoch kategórií podľa spôsobu použitia:

(1) Povrchovo potiahnuté antistatické činidlá;

(2) Antistatické činidlá zmiešavacieho typu.