Pracia vlastnosťpovrchovo aktívne látkyje základná vlastnosť, ktorá dáva povrchovo aktívnym látkam ich najväčšie praktické uplatnenie. Je súčasťou každodenného života tisícov domácností a čoraz viac sa uplatňuje vo všetkých oblastiach života a rôznych priemyselných výrobných procesoch.
Antistatický účinokpovrchovo aktívnych látok
Vlákna, plasty a iné výrobky často v dôsledku trenia vytvárajú statickú elektrinu, čo zhoršuje ich úžitkové vlastnosti. Napríklad vláknité tkaniny so statickým nábojom často trpia nevýhodami, ako je priľnutie k telu, statická adhézia a tendencia absorbovať prach a znečisťovať sa. Nepriaznivé účinky statickej elektriny na plastové výrobky sú ešte závažnejšie. Staticky nabité plastové výrobky nielen ľahko absorbujú prach, čo poškodzuje priehľadnosť, čistotu povrchu a vzhľad výrobkov, ale tiež znižuje ich úžitkový výkon a hodnotu.
Na elimináciu takýchto statických javov sa v súčasnosti široko používa antistatická metóda s povrchovo aktívnymi látkami. Takéto povrchovo aktívne látky sú známe ako antistatické činidlá.
Oddiel 1 Statické javy a ich príčiny
Hoci existujú určité rozdiely vo výsledkoch elektrifikačnej sekvencie vlákien získaných rôznymi testermi, vlákna obsahujúce amidové väzby, ako je vlna, nylon a umelá vlna, majú tendenciu niesť kladné náboje. Stav elektrifikácie bežných plastov je uvedený v tabuľke 10.‑2. Elektrifikačná postupnosť bežných látok od kladného po záporný náboj je uvedená nižšie:
(+) Polyuretán–Vlasy–Nylon–Vlna–Hodváb–Viskózové vlákno–Bavlna–Tvrdá guma–Vlákno z acetátu celulózy–Vinylon–Polypropylén–Polyester–Polyakrylonitril–Polyvinylchlorid–Kopolymér vinylchloridu a akrylonitrilu–Polyetylén–Polytetrafluóretylén (-).
Presný mechanizmus vzniku statickej elektriny nie je úplne objasnený, no existuje zhoda v tom, že statická elektrina vzniká z mobilných nábojov generovaných medzi objektmi, keď sa rôzne typy objektov o seba trú. Typ náboja, ktorý objekt nesie, je určený ziskom alebo stratou elektrónov. Objekt sa nabije kladne, keď stratí elektróny, a záporne, keď elektróny získa.
Oddiel 2 Antistatické činidlá
Existujú dva hlavné spôsoby, ako sa zbaviť statickej elektriny:
(1) Fyzikálne metódy. Keďže veľkosť statickej elektriny je ovplyvnená teplotou a vlhkosťou, na odstránenie statickej elektriny z povrchu predmetov možno použiť fyzikálne prístupy, ako je úprava teploty a vlhkosti a korónový výboj.
(2) Metódy povrchovej chemikálie, konkrétne použitie povrchovo aktívnych látok (nazývaných aj antistatické činidlá) na povrchovú úpravu vláknitých a plastových výrobkov alebo ich primiešanie do plastov na dosiahnutie účelu eliminácie statickej elektriny.
1. Antistatické činidlá pre vlákna
Požadované vlastnosti antistatických činidiel:
(1) Nemení pocit na dotyk s vláknami; (2) Dobrý antistatický výkon s nízkym dávkovaním a účinnosťou pri nízkych teplotách; (3) Dobrá kompatibilita so živicovými vláknami; (4) Vynikajúca kompatibilita s inými pomocnými látkami; (5) Nepení a netvorí škvrny od vody; (6) Netoxický a nedráždi pokožku; (7) Zachováva si dobrú stabilitu.
Druhy antistatických činidiel
Hlavnými typmi antistatických činidiel používaných pre vlákna sú katiónové a amfotérne povrchovo aktívne látky.
Mechanizmus účinku antistatických látok
Antistatický mechanizmus povrchovo aktívnych látok používaných na antistatické účely vo vláknach sa prejavuje najmä v dvoch aspektoch: zabránenie vzniku statickej elektriny, keď sú vláknité tkaniny vystavené treniu, a uľahčenie rozptylu povrchových nábojov. Zabránenie trecej elektrifikácie úzko súvisí so štruktúrou povrchovo aktívnych látok, zatiaľ čo rozptyl povrchových nábojov súvisí s adsorpčnou kapacitou a hygroskopickosťou povrchovo aktívnych látok na vláknitých tkaninách.
Katiónové povrchovo aktívne látky sa môžu ľahko adsorbovať na negatívne nabité povrchy vlákien prostredníctvom svojich vlastných kladných nábojov.
①Môžu neutralizovať povrchové náboje vlákien;
2Katiónové povrchovo aktívne látky sa adsorbujú na povrch vlákien v orientácii, kde sa kladne nabité kvartérne amóniové ióny viažu na povrch vlákna a hydrofóbne uhľovodíkové reťazce smerujú von, čím vytvárajú orientovaný adsorpčný film zložený z uhľovodíkových reťazcov na povrchu vlákna. Tento adsorpčný film môže účinne znižovať trenie na povrchu vlákna počas trenia a oslabovať treciu elektrifikáciu.
V prípade syntetických vlákien s nízkou polaritou a silnou hydrofóbnosťou sa katiónové povrchovo aktívne látky adsorbujú na povrch vlákien prostredníctvom van der Waalsových síl svojimi hydrofóbnymi uhľovodíkovými reťazcami, zatiaľ čo polárne kvartérne amóniové skupiny smerujú von. Povrch vlákna je tak pokrytý hydrofilnými polárnymi skupinami, čo nielen zlepšuje vodivosť povrchu vlákna, ale tiež zvyšuje jeho povrchovú vlhkosť, čo uľahčuje rozptyl statickej elektriny generovanej trením a prináša antistatické účinky.
Adsorpčná kapacita dioktadecylamóniumchloridu na povrchoch prírodných vlákien je výrazne vyššia ako na syntetických vláknach, čo naznačuje, že dosahuje lepší antistatický výkon na prírodných vláknach.
Podobne ako katiónové povrchovo aktívne látky, aj amfotérne povrchovo aktívne látky nesú kladný náboj a môžu sa adsorbovať na záporne nabitý povrch vlákien, aby neutralizovali statický náboj. Ich hydrofóbne skupiny tiež znižujú trenie. V porovnaní s katiónovými povrchovo aktívnymi látkami majú amfotérne povrchovo aktívne látky vo svojej molekulárnej štruktúre dodatočnú aniónovú skupinu, ktorá umožňuje lepšie zadržiavanie vlhkosti a rozptyl náboja. Preto sú amfotérne povrchovo aktívne látky vysoko účinnými antistatickými činidlami, aj keď za relatívne vysokú cenu.
Aniónové a neiónové povrchovo aktívne látky vykazujú slabý antistatický výkon kvôli ich nízkej adsorpčnej kapacite na povrchu vlákien. Adsorpčné množstvo neiónových povrchovo aktívnych látok nie je ovplyvnené povrchovým nábojom vlákien a je vyššie ako u aniónových povrchovo aktívnych látok, napriek tomu majú slabý vplyv na rozptyl statickej elektriny. Preto je ich antistatická kapacita oveľa nižšia ako u katiónových a amfotérnych povrchovo aktívnych látok.
2. Antistatické činidlá pre plasty
Antistatický mechanizmus povrchovo aktívnych látok používaných ako antistatické činidlá pre plasty je nasledovný: povrchovo aktívne látky sa adsorbujú na plastové povrchy svojimi hydrofóbnymi uhľovodíkovými reťazcami prostredníctvom van der Waalsových síl, pričom polárne skupiny sa rozprestierajú smerom von. Na plastovom povrchu sa vytvára orientovaný adsorpčný film povrchovo aktívnych látok, ktorý zabezpečuje vodivosť a umožňuje efektívne rozptyľovanie statického náboja. Adsorpčný film môže zároveň zmierniť trenie na plastových povrchoch.
Klasifikácia plastových antistatických činidiel podľa typu povrchovo aktívnej látky:
(1)Aniónový typ;
(2) Katiónový typ;
(3) Amfotérny typ;
(4) Neiónový typ.
Antistatické činidlá možno rozdeliť do dvoch kategórií podľa spôsobu aplikácie:
(1) Antistatické činidlá na povrchovú úpravu;
(2) Zmiešavanie antistatických činidiel.
Čas uverejnenia: 10. októbra 2026