Antistatisk effekt av tensider

Detvättmedel av tensider är en grundläggande egenskap som ger tensider deras mest praktiska användningsområden. Det är involverat i tusentals hushålls dagliga liv. Dessutom används det i allt större utsträckning inom olika industrier och alla typer av industriell produktion.

Antistatisk effekt av tensider

Fibrer, plaster och andra produkter genererar ofta statisk elektricitet på grund av friktion, vilket påverkar produkternas prestanda. Om fibertyger till exempel bär statisk elektricitet har de ofta nackdelar som att de "fäster sig fast vid kroppen" eller "statisk vidhäftning", samt att de är benägna att absorbera damm eller bli smutsiga. Statisk elektricitets inverkan på plastprodukter är ännu större. Produkterna drar inte bara lätt till sig damm, vilket påverkar deras transparens, ytrenhet och utseende, utan de minskar också produkternas användbarhet och värde.

För att eliminera detta statiska elektricitetsfenomen används för närvarande oftast den antistatiska metoden med surfaktanter. Sådana surfaktanter kallasantistatisk agenter.

1. Elektrostatiska fenomen och deras orsaker

Även om det finns vissa skillnader i resultaten som olika forskare erhållit angående ordningen för fiberelektrifiering, tenderar fibrer med amidbindningar som ull, nylon och konstull att vara positivt laddade.

Den vanliga elektriska laddningsstatusen för ämnen, från positiv till negativ, är följande: (+) Polyuretan – Hår – Nylon – Ull – Siden – Viskosfiber – Bomull – Hårdgummi – Acetatfiber – Vinylon – Polypropylen – Polyester – Polyakrylnitril – Polyvinylklorid – Vinylklorid – Akrylnitril-sampolymer – Polyeten – Polytetrafluoreten (-). Även om orsaken till generering av statisk elektricitet ännu inte är helt klarlagd, anses det allmänt att när olika typer av föremål gnids mot varandra genereras rörliga laddningar mellan de gnids föremålen, vilket producerar statisk elektricitet. Den typ av laddning ett föremål bär kan bestämmas av elektronernas tillförsel eller förlust. Om ett föremål förlorar elektroner blir det positivt laddat; om det tar upp elektroner blir det negativt laddat.

1. Antistatiskt medel

Det finns två huvudmetoder för att eliminera statisk elektricitet:

Fysisk metod: Eftersom magnituden av statisk elektricitet påverkas av temperatur och fuktighet, kan fysikaliska metoder som justering av temperatur och fuktighet och koronaurladdning användas för att eliminera statisk elektricitet på ytan av föremål.

Ytkemisk metodDet vill säga att använda tensider, även kända som antistatiska medel, för att utföra ytbehandling på fibrer och plastprodukter eller för att blanda dem i plast för att uppnå syftet att eliminera statisk elektricitet.

2.I. Antistatiska medel för fibrer

Villkor som antistatiska medel bör uppfylla:

(1) Ändra inte fiberns känsla;

(2) Bra antistatisk effekt, liten dosering och fortfarande effektiv vid låga temperaturer;

(3) God kompatibilitet med hartsfibrer;

(4) God kompatibilitet med andra tillsatser;

(5) Inget skumbildningsfenomen och inga vattenfläckar;

(6) Giftfri och icke-skadlig för huden;

(7) Kan bibehålla god stabilitet.

2.2. Typer av antistatiska medel

De huvudsakliga typerna av antistatiska medel som används för fibrer är katjoniska och amfotära joniska tensider.

2.3. Verkningsmekanism för antistatiska medel

Den antistatiska mekanismen hos tensider som används för fiberantistatik manifesterar sig huvudsakligen i två aspekter: att förhindra generering av statisk elektricitet när ytan på fibertyger gnids och att avleda ytladdningar. Att förhindra friktionselektrifiering är nära relaterat till strukturen hos tensider; medan avledandet av ytladdningar är relaterat till adsorptionsmängden och hygroskopiciteten hos tensider på fibertyger.

Katjoniska tensider kan lätt adsorberas till ytan av negativt laddade fibrer genom sina egna positiva laddningar.

①Det kan neutralisera fiberns ytladdning;

②Eftersom katjoniska tensider adsorberar till fiberytan med positivt laddade kvaternära ammoniumjoner, och de hydrofoba kolvätekedjorna är vända utåt, bildas en orienterad adsorptionsfilm bestående av kolvätekedjor på fiberytan. Denna adsorptionsfilm kan effektivt minska friktionskraften som genereras på fiberytan under friktion, och därigenom försvaga friktionselektrifieringsfenomenet.

För syntetiska fibrer med låg polaritet och stark hydrofobicitet adsorberar katjoniska tensider till fiberytan genom van der Waals-krafter med sina hydrofoba kolvätekedjor, medan de polära kvaternära ammoniumgrupperna är vänd utåt och täcker fiberytan med hydrofila polära grupper. Detta ökar inte bara fiberytans konduktivitet utan ökar även dess ytfuktighet, vilket är fördelaktigt för avledningen av statisk elektricitet som genereras av friktion och spelar en antistatisk roll.

Adsorptionsmängden dioktadecylammoniumklorid på ytan av naturfibrer är betydligt högre än den på syntetfibrer. Detta indikerar att det har en bättre antistatisk effekt på naturfibrer.

Liksom katjoniska tensider bär amfotära joniska tensider positiva laddningar och kan även adsorberas på ytan av negativt laddade fibrer för att neutralisera statiska laddningar. Deras hydrofoba grupper har också effekten att minska friktionen. Jämfört med katjoniska tensider har de dessutom en ytterligare anjonisk grupp i sin molekylstruktur, så att de bättre kan öka fuktigheten och laddningsavledningen. Därför är amfotära joniska tensider antistatiska medel med god prestanda, men deras pris är relativt högt.

Anjoniska och nonjoniska tensider har dåliga antistatiska effekter på grund av deras låga adsorptionsmängd på fiberytan. Adsorptionsmängden för nonjoniska tensider är högre än för anjoniska eftersom den inte påverkas av fiberns ytladdning, men deras effekt på statisk elektricitetsavledning är dålig, så deras antistatiska förmåga är mycket sämre än för katjoniska och amfotära joniska tensider.

1. Antistatiskt medel för plaster

Verkningsmekanism för tensider som antistatiska medel för plaster: Tensider adsorberar på plastytan genom van der Waals-krafter med sina hydrofoba kolvätekedjor, medan deras polära grupper sträcker sig utåt och bildar en orienterad adsorptionsfilm av tensider på plastytan. Denna film ger konduktivitet, vilket gör att statiska laddningar kan avledas väl. Samtidigt kan adsorptionsfilmen också minska friktionen på plastytan.

Plastiska antistatiska medel klassificeras efter typ av tensid i:

(1) Anjonisk typ;

(2) Katjonisk typ;

(3) Amfotär jontyp;

(4) Nonjonisk typ.

Antistatiska medel kan delas in i två kategorier beroende på hur de används:

(1) Ytbelagda antistatiska medel;

(2) Antistatiska medel av blandningstyp.