Tensides rengörande egenskaper är den grundläggande egenskap som ger tensider deras största praktiska nytta. De är nära förknippade med tusentals hushålls vardag och används också i allt större utsträckning inom olika industrier och industriella produktioner.
1.Antistatisk effekt of tensider
Fiber, plast och andra produkter genererar ofta statisk elektricitet på grund av friktion, vilket påverkar användningsprestanda för sådana produkter. Om fibertyger till exempel bär statisk elektricitet, har de ofta nackdelar som att de "klänger sig" eller "statisk vidhäftning", samt är benägna att absorbera damm och lätt bli smutsiga. Statisk elektricitets inverkan på plastprodukter är ännu mer betydande: sådana produkter absorberar inte bara lätt damm, vilket försämrar deras transparens, ytrenhet och utseende, utan minskar också deras prestanda och värde.
För att eliminera detta statiska fenomen används för närvarande oftast den antistatiska metoden med tensider. Sådana tensider är kända som antistatiska medel.
2.Elektrostatiskfenomen och deras orsaker
Även om resultaten av fiberladdningssekvensen som erhållits av olika forskare varierar något, tenderar fibrer som innehåller amidbindningar såsom ull, nylon och konstull att vara positivt laddade. Laddningsförhållandena för vanliga plaster visas i tabell 10-2. Laddningssekvensen för vanliga 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, är det allmänt överens om att statisk elektricitet genereras när olika typer av föremål gnids mot varandra, vilket orsakar att rörliga laddningar överförs mellan de gnids föremålen. Vilken typ av laddning ett föremål bär kan bestämmas av elektronernas ökning eller förlust. Ett föremål blir positivt laddat om det förlorar elektroner och negativt laddat om det tar upp elektroner.
Det finns två huvudmetoder för att eliminera statisk elektricitet:
(1) Fysikalisk 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.
(2) Ytkemisk metod. Det vill säga att tensider, även kända som antistatiska medel, används för att behandla ytorna på fibrer och plastprodukter eller blandas in i plastens inre för att eliminera statisk elektricitet.
4.antistatiskt medel för fibrer
4.1Krav för ett antistatiskt medel:
(1) Det ska inte förändra fibrernas känsla;
(2) Den ska ha utmärkt antistatisk effekt med låg dosering och förbli effektiv vid låga temperaturer;
(3) Den ska ha god kompatibilitet med hartsfibrer;
(4) Den ska uppvisa utmärkt kompatibilitet med andra tillsatser;
(5) Det får inte orsaka skumbildning eller vattenfläckar;
(6) Den ska vara giftfri och inte irriterande för huden;
(7) Den ska bibehålla god stabilitet.
4.2Typer av antistatiska medel
De huvudsakliga typerna av antistatiska medel som används för fibrer är katjoniska och amfotära joniska tensider.
4.3Verkningsmekanism för antistatiska medel
För tensider som används som antistatiska medel för fibrer involverar den antistatiska mekanismen huvudsakligen två aspekter: att förhindra generering av statisk elektricitet på ytan av fibertyger på grund av friktion och att avleda ytladdningar. Förebyggande av friktionselektrifiering är nära relaterat till strukturen hos tensider, medan avledandet av ytladdningar är förknippat med adsorptionsmängden och hygroskopiciteten hos tensider på fibertyger.
Katjoniska tensider adsorberar lätt på de negativt laddade fiberytorna via sina egna positiva laddningar.
① De kan neutralisera fibrernas ytladdningar;
② När katjoniska tensider adsorberar på fiberytor i form av positivt laddade kvaternära ammoniumjoner med sina hydrofoba kolvätekedjor vända utåt, bildas en riktad adsorptionsfilm bestående av kolvätekedjor på fiberytan. Denna film minskar effektivt friktionskraften som genereras på fiberytan under friktion, vilket försvagar friktionselektrifieringen.
För syntetiska fibrer med låg polaritet och stark hydrofobicitet adsorberas katjoniska tensider på fiberytan genom van der Waals-krafter via sina hydrofoba kolvätekedjor, med sina polära kvaternära ammoniumgrupper vända utåt. Detta täcker fiberytan med hydrofila polära grupper, vilket inte bara förbättrar fiberytans elektriska ledningsförmåga utan också ökar ytfuktigheten, vilket underlättar avledningen av statisk elektricitet som genereras av friktion och uppnår en antistatisk effekt.
Adsorptionsmängden av dioktadecylammoniumklorid på naturfiberytor är betydligt högre än den på syntetfibrer, vilket indikerar dess överlägsna antistatiska effekt på naturfibrer.
Liksom katjoniska tensider bär amfotära joniska tensider positiva laddningar och kan även adsorberas på negativt laddade fiberytor för att neutralisera statiska laddningar. Deras hydrofoba grupper minskar också friktion. Jämfört med katjoniska tensider innehåller de dessutom en anjonisk grupp i sin molekylstruktur, vilket möjliggör bättre förbättring av fukt- och laddningsavledning. Därför är amfotära joniska tensider högpresterande antistatiska medel, om än till en relativt hög kostnad.
Anjoniska och nonjoniska tensider uppvisar dåliga antistatiska effekter på grund av deras låga adsorptionsmängder på fiberytor. Adsorptionsmängden för nonjoniska tensider är högre än för anjoniska tensider eftersom de inte påverkas av fiberytans laddningar; deras förmåga att avleda statisk elektricitet är dock svag, vilket resulterar i betydligt sämre antistatisk prestanda jämfört med katjoniska och amfotära joniska tensider.
5.Antistatiska medel för plaster
Mekanism för hur tensider fungerar som antistatiska medel för plaster: Tensider adsorberas på plastytan via van der Waals-krafter genom sina hydrofoba kolvätekedjor, med sina polära grupper som sträcker sig utåt. En riktad adsorptionsfilm av tensider bildas på plastytan, vilket ger elektrisk ledningsförmåga som gör att statiska laddningar kan avledas effektivt. Samtidigt mildrar adsorptionsfilmen också friktionen på plastytan.
Plastiska antistatiska medel klassificeras efter typ av tensid enligt följande:
(1) Anjonisk typ;
(2) Katjonisk typ;
(3) Amfotär jontyp;
(4) Nonjonisk typ.
Antistatiska medel kan delas in i två kategorier beroende på appliceringsmetoder:
(1) Antistatiska medel för ytbeläggning;
(2) Antistatiska medel för intern blandning.
Publiceringstid: 14 april 2026