Antistatic na epekto ng mga surfactant

Angpanghugas Ang katangian ng mga surfactant ay isang pangunahing katangian na nagbibigay sa mga surfactant ng kanilang pinaka-praktikal na gamit. Ito ay kasangkot sa pang-araw-araw na buhay ng libu-libong kabahayan. Bukod dito, ito ay lalong ginagamit sa iba't ibang industriya at lahat ng uri ng industriyal na produksyon.

Antistatic na epekto ng mga surfactant

Ang mga hibla, plastik, at iba pang mga produkto ay kadalasang nakakalikha ng static electricity dahil sa friction, na nakakaapekto sa performance ng kanilang mga produkto. Halimbawa, kung ang mga tela na gawa sa hibla ay may static electricity, kadalasan ay mayroon itong mga disbentaha tulad ng "pagkakapit sa katawan" o "static adhesion", pati na rin ang pagiging madaling sumipsip ng alikabok o madumihan. Mas malaki pa ang epekto ng static electricity sa mga produktong plastik. Hindi lamang madaling makaakit ng alikabok ang mga produkto, na nakakaapekto sa kanilang transparency, kalinisan ng ibabaw at hitsura, kundi binabawasan din nito ang usability at halaga ng mga produkto.

Upang maalis ang penomenong ito ng static electricity, ang surfactant antistatic method ang kadalasang ginagamit sa kasalukuyan. Ang mga ganitong surfactant ay tinatawag naantistatiko mga ahente.

1. Mga penomenong elektrostatiko at ang kanilang mga sanhi

Bagama't may ilang pagkakaiba sa mga resultang nakuha ng iba't ibang mananaliksik patungkol sa pagkakasunud-sunod ng elektripikasyon ng hibla, ang mga hibla na may mga amide bond tulad ng lana, nylon, at artipisyal na lana ay may posibilidad na maging positibo ang karga.

Ang karaniwang katayuan ng pagkarga ng kuryente ng mga sangkap, mula positibo hanggang negatibo, ay ang mga sumusunod: (+) Polyurethane – Buhok – Nylon – Lana – Seda – Viscose Fiber – Bulak – Matigas na Goma – Acetate Fiber – Vinylon – Polypropylene – Polyester – Polyacrylonitrile – Polyvinyl Chloride – Vinyl Chloride – Acrylonitrile Copolymer – Polyethylene – Polytetrafluoroethylene (-). Bagama't hindi pa lubos na nauunawaan ang sanhi ng pagbuo ng static na kuryente, karaniwang pinaniniwalaan na kapag ang iba't ibang uri ng bagay ay nagkukuskos sa isa't isa, ang mga gumagalaw na karga ay nabubuo sa pagitan ng mga bagay na kinukuskos, kaya lumilikha ng static na kuryente. Ang uri ng karga na dala ng isang bagay ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagtaas o pagkawala ng mga electron. Kung ang isang bagay ay mawalan ng mga electron, ito ay magiging positibo ang karga; kung ito ay makakakuha ng mga electron, ito ay magiging negatibo ang karga.

1. Ahente ng antistatiko

Mayroong dalawang pangunahing paraan upang maalis ang static na kuryente:

Pisikal na pamamaraan: Dahil ang laki ng static na kuryente ay apektado ng temperatura at halumigmig, ang mga pisikal na pamamaraan tulad ng pagsasaayos ng temperatura at halumigmig, at corona discharge ay maaaring gamitin upang maalis ang static na kuryente sa ibabaw ng mga bagay.

Paraan ng kemikal sa ibabaw: Iyon ay, ang paggamit ng mga surfactant, na kilala rin bilang mga antistatic agent, upang magsagawa ng surface treatment sa mga hibla at produktong plastik o upang ihalo ang mga ito sa plastik upang makamit ang layunin ng pag-aalis ng static electricity.

2.I. Mga ahente ng antistatic para sa mga hibla

Mga kundisyon na dapat matugunan ng mga antistatic agent:

(1) Huwag baguhin ang pakiramdam ng kamay ng hibla;

(2) Mahusay na antistatic effect, maliit na dosis, at epektibo pa rin sa mababang temperatura;

(3) Magandang pagkakatugma sa mga hibla ng dagta;

(4) Magandang pagkakatugma sa iba pang mga additives;

(5) Walang bula at walang mantsa ng tubig;

(6) Hindi nakalalason at hindi nakakapinsala sa balat;

(7) Maaaring mapanatili ang mahusay na katatagan.

2.2. Mga uri ng antistatic agent

Ang mga pangunahing uri ng mga antistatic agent na ginagamit para sa mga hibla ay cationic at amphoteric ionic surfactant.

2.3. Mekanismo ng pagkilos ng mga antistatic agent

Ang mekanismong antistatic ng mga surfactant na ginagamit para sa fiber antistatic ay pangunahing nagpapakita ng sarili sa dalawang aspeto: ang pagpigil sa pagbuo ng static electricity kapag ang ibabaw ng mga tela ng fiber ay kinukuskos at ang pagkalat ng mga karga sa ibabaw. Ang pagpigil sa frictional electrification ay malapit na nauugnay sa istruktura ng mga surfactant; habang ang pagkalat ng mga karga sa ibabaw ay nauugnay sa dami ng adsorption at hygroscopicity ng mga surfactant sa mga tela ng fiber.

Mga cationic surfactant ay madaling sumipsip sa ibabaw ng mga negatibong kargadong hibla sa pamamagitan ng sarili nilang mga positibong karga.

①Kaya nitong i-neutralize ang surface charge ng fiber;

②Dahil ang mga cationic surfactant ay sumisipsip sa ibabaw ng hibla gamit ang mga positibong kargadong quaternary ammonium ion, at ang mga hydrophobic hydrocarbon chain ay nakaharap palabas, na bumubuo ng isang oriented adsorption film na binubuo ng mga hydrocarbon chain sa ibabaw ng hibla. Ang adsorption film na ito ay maaaring epektibong mabawasan ang puwersa ng friction na nalilikha sa ibabaw ng hibla habang nagkikiskisan, sa gayon ay pinapahina ang frictional electrification phenomenon.

Para sa mga sintetikong hibla na may mababang polarity at malakas na hydrophobicity, ang mga cationic surfactant ay sumisipsip sa ibabaw ng hibla sa pamamagitan ng mga puwersa ng van der Waals kasama ang kanilang mga hydrophobic hydrocarbon chain, habang ang mga polar quaternary ammonium group ay nakaharap palabas, na tinatakpan ang ibabaw ng hibla ng mga hydrophilic polar group. Hindi lamang nito pinapataas ang conductivity ng ibabaw ng hibla kundi pinapataas din nito ang humidity sa ibabaw, na kapaki-pakinabang sa pagwawaldas ng static electricity na nalilikha ng friction at gumaganap ng isang antistatic na papel.

Ang dami ng adsorption ng dioctadecyl ammonium chloride sa ibabaw ng mga natural na hibla ay mas mataas nang malaki kaysa sa mga sintetikong hibla. Ipinapahiwatig nito na mayroon itong mas mahusay na antistatic na epekto sa mga natural na hibla.

Tulad ng mga cationic surfactant, ang mga amphoteric ionic surfactant ay may mga positibong karga at maaari ring mag-adsorb sa ibabaw ng mga negatibong karga na hibla upang i-neutralize ang mga static charge. Ang kanilang mga hydrophobic group ay mayroon ding epekto sa pagbabawas ng friction. Bukod dito, kumpara sa mga cationic surfactant, mayroon silang karagdagang anionic group sa kanilang molekular na istraktura, kaya mas mahusay nilang mapataas ang humidity at charge dissipation. Samakatuwid, ang mga amphoteric ionic surfactant ay mga antistatic agent na may mahusay na performance, ngunit ang kanilang presyo ay medyo mataas.

Ang mga anionic at non-ionic surfactant ay may mahinang antistatic effect dahil sa kanilang mababang adsorption amount sa ibabaw ng fiber. Ang adsorption amount ng mga non-ionic surfactant ay mas mataas kaysa sa mga anionic dahil hindi ito apektado ng surface charge ng fiber, ngunit ang kanilang epekto sa static dissipation ay mahina, kaya ang kanilang antistatic ability ay mas malala kaysa sa cationic at amphoteric ionic surfactant.

1. Antistatic agent para sa mga plastik

Mekanismo ng pagkilos ng mga surfactant bilang mga antistatic agent para sa mga plastik: Ang mga surfactant ay sumisipsip sa ibabaw ng plastik sa pamamagitan ng mga puwersa ng van der Waals kasama ang kanilang mga hydrophobic hydrocarbon chain, habang ang kanilang mga polar group ay umaabot palabas, na bumubuo ng isang oriented adsorption film ng mga surfactant sa ibabaw ng plastik. Ang film na ito ay nagbibigay ng conductivity, na nagpapahintulot sa mga static charge na maayos na mawala. Kasabay nito, ang adsorption film ay maaari ring mabawasan ang friction sa ibabaw ng plastik.

Ang mga plastik na antistatic agent ay inuuri ayon sa uri ng surfactant sa:

(1) Uri anionic;

(2) Uri ng kationiko;

(3) Uri ng amphoteric ionic;

(4) Uri na hindi ionic.

Ang mga antistatic agent ay maaaring hatiin sa dalawang kategorya ayon sa kanilang paraan ng paggamit:

(1) Mga ahente na antistatic na pinahiran sa ibabaw;

(2) Mga ahente na antistatic na uri ng compounding.