Detergentná schopnosť povrchovo aktívnych látok je základnou vlastnosťou, ktorá im dáva najväčšie praktické využitie. Úzko súvisí s každodenným životom tisícok domácností a čoraz viac sa uplatňuje aj v rôznych odvetviach a priemyselných výrobách.
1.Antistatický účinok of povrchovo aktívne látky
Vlákna, plasty a iné výrobky často vytvárajú statickú elektrinu v dôsledku trenia, čo ovplyvňuje aplikačný výkon takýchto výrobkov. Napríklad, ak vláknité tkaniny prenášajú statickú elektrinu, bežne trpia nevýhodami, ako je „priľnavosť“ alebo „statická adhézia“, ako aj náchylnosť na absorbovanie prachu a ľahké znečistenie. Vplyv statickej elektriny na plastové výrobky je ešte výraznejší: takéto výrobky nielen ľahko absorbujú prach, čo zhoršuje ich priehľadnosť, čistotu povrchu a vzhľad, ale tiež znižuje ich úžitkový výkon a hodnotu.
Na elimináciu tohto statického javu sa v súčasnosti prevažne používa antistatická metóda s použitím povrchovo aktívnych látok. Takéto povrchovo aktívne látky sú známe ako antistatické činidlá.
2.Elektrostatickýjavy a ich príčiny
Hoci sa výsledky sekvencie nabíjania vlákien získané rôznymi výskumníkmi trochu líšia, vlákna obsahujúce amidové väzby, ako je vlna, nylon a umelá vlna, majú tendenciu byť kladne nabité. Podmienky nabíjania bežných plastov sú uvedené v tabuľke 10-2. Poradie nabíjania bežných látok od kladného po záporné je nasledovné: (+) Polyuretán – Vlasy – Nylon – Vlna – Hodváb – Viskózové vlákno – Bavlna – Tvrdá guma – Acetátové vlákno – Vinylón – Polypropylén – Polyester – Polyakrylonitril – Polyvinylchlorid – Kopolymér vinylchloridu a akrylonitrilu – Polyetylén – Polytetrafluóretylén (–). Hoci príčina vzniku statickej elektriny ešte nie je úplne objasnená, všeobecne sa uznáva, že statická elektrina vzniká, keď sa rôzne typy predmetov o seba trú, čo spôsobuje prenos pohyblivých nábojov medzi trenými predmetmi. Typ náboja, ktorý predmet nesie, možno určiť ziskom alebo stratou elektrónov. Predmet sa nabije kladne, ak stratí elektróny, a záporne, ak elektróny získa.
Existujú dva hlavné spôsoby, ako sa zbaviť statickej elektriny:
(1) 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.
(2) Povrchová chemická metóda. To znamená, že povrchovo aktívne látky, známe aj ako antistatické činidlá, sa používajú na úpravu povrchov vlákien a plastových výrobkov alebo sa pridávajú do vnútra plastov na dosiahnutie účelu eliminácie statickej elektriny.
4.antistatický prostriedok na vlákna
4.1Požiadavky na antistatický prostriedok:
(1) Nesmie to zmeniť pocit na dotyk s vláknami;
(2) Musí mať vynikajúci antistatický účinok pri nízkom dávkovaní a zostať účinný aj pri nízkych teplotách;
(3) Musí mať dobrú kompatibilitu so živicovými vláknami;
(4) Musí vykazovať vynikajúcu kompatibilitu s inými prísadami;
(5) Nesmie spôsobovať penenie ani škvrny od vody;
(6) Musí byť netoxický a nedráždivý pre pokožku;
(7) Musí si udržiavať dobrú stabilitu.
4.2Druhy antistatických činidiel
Hlavnými typmi antistatických činidiel používaných pre vlákna sú katiónové a amfotérne iónové povrchovo aktívne látky.
4.3Mechanizmus účinku antistatických látok
V prípade povrchovo aktívnych látok používaných ako antistatické činidlá pre vlákna zahŕňa antistatický mechanizmus hlavne dva aspekty: zabránenie vzniku statickej elektriny na povrchu vláknitých tkanín v dôsledku trenia a rozptyľovanie povrchových nábojov. Zabránenie trecej elektrifikácie úzko súvisí so štruktúrou povrchovo aktívnych látok, zatiaľ čo rozptyľovanie povrchových nábojov súvisí s množstvom adsorpcie a hygroskopickosťou povrchovo aktívnych látok na vláknitých tkaninách.
Katiónové povrchovo aktívne látky sa ľahko adsorbujú na negatívne nabité povrchy vlákien prostredníctvom svojich vlastných kladných nábojov.
① Môžu neutralizovať povrchové náboje vlákien;
② Keď sa katiónové povrchovo aktívne látky adsorbujú na povrch vlákien vo forme kladne nabitých kvartérnych amóniových iónov s hydrofóbnymi uhľovodíkovými reťazcami smerujúcimi von, na povrchu vlákna sa vytvára smerový adsorpčný film zložený z uhľovodíkových reťazcov. Tento film účinne znižuje treciu silu generovanú na povrchu vlákna počas trenia, čím sa oslabuje trecia elektrifikácia.
V prípade syntetických vlákien s nízkou polaritou a silnou hydrofóbnosťou sa katiónové povrchovo aktívne látky adsorbujú na povrch vlákna prostredníctvom van der Waalsových síl prostredníctvom svojich hydrofóbnych uhľovodíkových reťazcov, pričom ich polárne kvartérne amóniové skupiny smerujú von. To pokrýva povrch vlákna hydrofilnými polárnymi skupinami, čo nielen zvyšuje elektrickú vodivosť povrchu vlákna, ale tiež zvyšuje jeho povrchovú vlhkosť, čím uľahčuje rozptyl statickej elektriny generovanej trením a dosahuje antistatický účinok.
Adsorpčné množstvo dioktadecylamóniumchloridu na povrchoch prírodných vlákien je výrazne vyššie ako na syntetických vláknach, čo naznačuje jeho vynikajúci antistatický účinok na prírodné vlákna.
Podobne ako katiónové povrchovo aktívne látky, aj amfotérne iónové povrchovo aktívne látky nesú kladný náboj a môžu sa tiež adsorbovať na záporne nabitý povrch vlákien, aby neutralizovali statický náboj. Ich hydrofóbne skupiny tiež znižujú trenie. V porovnaní s katiónovými povrchovo aktívnymi látkami obsahujú vo svojej molekulárnej štruktúre navyše aniónovú skupinu, ktorá umožňuje lepšie odvádzanie vlhkosti a náboja. Preto sú amfotérne iónové povrchovo aktívne látky vysoko účinnými antistatickými činidlami, aj keď za relatívne vysokú cenu.
Aniónové a neiónové povrchovo aktívne látky vykazujú slabé antistatické účinky kvôli ich nízkemu adsorpčnému množstvu na povrchu vlákien. Adsorpčné množstvo neiónových povrchovo aktívnych látok je vyššie ako u aniónových povrchovo aktívnych látok, pretože nie je ovplyvnené povrchovými nábojmi vlákien; ich schopnosť rozptyľovať statickú elektrinu je však slabá, čo má za následok oveľa horší antistatický výkon v porovnaní s katiónovými a amfotérnymi iónovými povrchovo aktívnymi látkami.
5.Antistatické činidlá na plasty
Mechanizmus pôsobenia povrchovo aktívnych látok ako antistatických činidiel pre plasty: Povrchovo aktívne látky sa adsorbujú na povrch plastu prostredníctvom van der Waalsových síl prostredníctvom svojich hydrofóbnych uhľovodíkových reťazcov, pričom ich polárne skupiny siahajú smerom von. Na povrchu plastu sa vytvára smerový adsorpčný film povrchovo aktívnych látok, ktorý zabezpečuje elektrickú vodivosť, ktorá umožňuje efektívne rozptyľovanie statického náboja. Adsorpčný film zároveň zmierňuje trenie na povrchu plastu.
Plastové antistatické činidlá sa klasifikujú podľa typu povrchovo aktívnej látky takto:
(1) Aniónový typ;
(2) Katiónový typ;
(3) Amfotérny iónový typ;
(4) Neiónový typ.
Antistatické činidlá možno rozdeliť do dvoch kategórií podľa spôsobu aplikácie:
(1) Antistatické činidlá na povrchovú úpravu;
(2) Vnútorne miešateľné antistatické činidlá.
Čas uverejnenia: 14. apríla 2026