Antistatični učinek površinsko aktivnih snovi

Thedetergent Lastnost površinsko aktivnih snovi je temeljna lastnost, ki jim daje najbolj praktično uporabo. Prisotna je v vsakdanjem življenju tisočih gospodinjstev. Poleg tega se vse pogosteje uporablja v različnih panogah in vseh vrstah industrijske proizvodnje.

Antistatični učinek površinsko aktivnih snovi

Vlakna, plastika in drugi izdelki zaradi trenja pogosto ustvarjajo statično elektriko, kar vpliva na učinkovitost uporabe njihovih izdelkov. Če na primer vlaknene tkanine prenašajo statično elektriko, imajo pogosto pomanjkljivosti, kot so "oprijemanje telesa" ali "statična adhezija", pa tudi nagnjenost k vpijanju prahu ali umazaniji. Vpliv statične elektrike na plastične izdelke je še večji. Izdelki ne le zlahka privlačijo prah, kar vpliva na njihovo prosojnost, čistočo površine in videz, ampak tudi zmanjšujejo uporabnost in vrednost izdelkov.

Za odpravo tega pojava statične elektrike se trenutno najpogosteje uporablja antistatična metoda s površinsko aktivnimi snovmi. Takšne površinsko aktivne snovi se imenujejoantistatičen agenti.

1. Elektrostatični pojavi in ​​njihovi vzroki

Čeprav obstajajo nekatere razlike v rezultatih različnih raziskovalcev glede vrstnega reda elektrifikacije vlaken, so vlakna z amidnimi vezmi, kot so volna, najlon in umetna volna, običajno pozitivno nabita.

Običajno stanje električnega naboja snovi, od pozitivnega do negativnega, je naslednje: (+) Poliuretan – Lasje – Najlon – Volna – Svila – Viskozna vlakna – Bombaž – Trda guma – Acetatna vlakna – Vinil – Polipropilen – Poliester – Poliakrilonitril – Polivinilklorid – Vinilklorid – Akrilonitrilni kopolimer – Polietilen – Politetrafluoroetilen (-). Čeprav vzrok za nastajanje statične elektrike še ni povsem razumljen, velja splošno prepričanje, da se pri drgnjenju različnih vrst predmetov med njimi ustvarjajo gibljivi naboji, ki povzročajo statično elektriko. Vrsto naboja, ki ga predmet nosi, lahko določimo s pridobivanjem ali izgubo elektronov. Če predmet izgubi elektrone, postane pozitivno nabit; če elektrone pridobi, postane negativno nabit.

1. Antistatično sredstvo

Obstajata dva glavna načina za odpravo statične elektrike:

Fizikalna metoda: Ker na velikost statične elektrike vplivata temperatura in vlažnost, se za odpravo statične elektrike na površini predmetov lahko uporabijo fizikalne metode, kot sta prilagajanje temperature in vlažnosti ter koronski razelektritev.

Površinska kemična metodaTo pomeni uporabo površinsko aktivnih snovi, znanih tudi kot antistatična sredstva, za površinsko obdelavo vlaken in plastičnih izdelkov ali za njihovo mešanje s plastiko, da se doseže namen odprave statične elektrike.

2.I. Antistatična sredstva za vlakna

Pogoji, ki jih morajo izpolnjevati antistatična sredstva:

(1) Ne spreminjajte občutka vlaken na otip;

(2) Dober antistatični učinek, majhen odmerek in še vedno učinkovit pri nizkih temperaturah;

(3) Dobra združljivost s smolnimi vlakni;

(4) Dobra združljivost z drugimi dodatki;

(5) Brez penjenja in brez vodnih madežev;

(6) Nestrupeno in neškodljivo za kožo;

(7) Lahko ohranja dobro stabilnost.

2.2 Vrste antistatičnih sredstev

Glavne vrste antistatičnih sredstev, ki se uporabljajo za vlakna, so kationske in amfoterne ionske površinsko aktivne snovi.

2.3 Mehanizem delovanja antistatičnih sredstev

Antistatični mehanizem površinsko aktivnih snovi, ki se uporabljajo za antistatiko vlaken, se kaže predvsem v dveh vidikih: preprečevanju nastajanja statične elektrike pri drgnjenju površine vlaknenih tkanin in odvajanju površinskih nabojev. Preprečevanje elektrifikacije zaradi trenja je tesno povezano s strukturo površinsko aktivnih snovi, medtem ko je odvajanje površinskih nabojev povezano z adsorpcijsko količino in higroskopičnostjo površinsko aktivnih snovi na vlaknenih tkaninah.

Kationske površinsko aktivne snovi se lahko zlahka adsorbirajo na površino negativno nabitih vlaken prek lastnih pozitivnih nabojev.

①Lahko nevtralizira površinski naboj vlakna;

2Ker se kationske površinsko aktivne snovi adsorbirajo na površino vlaken s pozitivno nabitimi kvaternarnimi amonijevimi ioni in so hidrofobne ogljikovodikove verige obrnjene navzven, tvorijo usmerjen adsorpcijski film, sestavljen iz ogljikovodikovih verig na površini vlaken, lahko ta adsorpcijski film učinkovito zmanjša silo trenja, ki nastane na površini vlaken med trenjem, in s tem oslabi pojav elektrifikacije zaradi trenja.

Pri sintetičnih vlaknih z nizko polarnostjo in močno hidrofobnostjo se kationske površinsko aktivne snovi adsorbirajo na površino vlaken s pomočjo van der Waalsovih sil s svojimi hidrofobnimi ogljikovodikovimi verigami, medtem ko so polarne kvaterne amonijeve skupine obrnjene navzven in prekrivajo površino vlaken s hidrofilnimi polarnimi skupinami. To ne le poveča prevodnost površine vlaken, temveč tudi poveča njeno površinsko vlažnost, kar je koristno za odvajanje statične elektrike, ki nastane zaradi trenja, in ima antistatično vlogo.

Adsorpcijska količina dioktadecil amonijevega klorida na površini naravnih vlaken je bistveno večja kot na sintetičnih vlaknih. To kaže na boljši antistatični učinek na naravna vlakna.

Tako kot kationske površinsko aktivne snovi tudi amfoterne ionske površinsko aktivne snovi nosijo pozitivne naboje in se lahko adsorbirajo na površino negativno nabitih vlaken, da nevtralizirajo statične naboje. Njihove hidrofobne skupine imajo tudi učinek zmanjšanja trenja. Poleg tega imajo v primerjavi s kationskimi površinsko aktivnimi snovmi v svoji molekularni strukturi dodatno anionsko skupino, zato lahko bolje povečajo vlažnost in odvajanje naboja. Zato so amfoterne ionske površinsko aktivne snovi antistatična sredstva z dobrim delovanjem, vendar je njihova cena relativno visoka.

Anionske in neionske površinsko aktivne snovi imajo slab antistatičen učinek zaradi nizke adsorpcijske količine na površini vlaken. Adsorpcijska količina neionskih površinsko aktivnih snovi je višja od anionskih, ker nanjo ne vpliva površinski naboj vlaken, vendar je njihov učinek na statično disipacijo slab, zato je njihova antistatična sposobnost veliko slabša od kationskih in amfoternih ionskih površinsko aktivnih snovi.

1. Antistatično sredstvo za plastiko

Mehanizem delovanja površinsko aktivnih snovi kot antistatičnih sredstev za plastiko: Površinsko aktivne snovi se adsorbirajo na površino plastike s pomočjo van der Waalsovih sil s svojimi hidrofobnimi ogljikovodikovimi verigami, medtem ko se njihove polarne skupine raztezajo navzven in tvorijo usmerjen adsorpcijski film površinsko aktivnih snovi na površini plastike. Ta film zagotavlja prevodnost, ki omogoča dobro odvajanje statičnih nabojev. Hkrati lahko adsorpcijski film zmanjša tudi trenje na površini plastike.

Plastična antistatična sredstva so glede na vrsto površinsko aktivne snovi razvrščena v:

(1) anionski tip;

(2) kationski tip;

(3) Amfoterni ionski tip;

(4) Neionski tip.

Antistatična sredstva lahko glede na način uporabe razdelimo v dve kategoriji:

(1) Površinsko prevlečena antistatična sredstva;

(2) Antistatična sredstva mešanega tipa.