Epektong Antistatiko ng mga Surfactant

Ang determinasyon ngmga surfactantay ang pangunahing katangian na sumusuporta sa kanilang pinakamalawak na praktikal na aplikasyon. Ito ay mahalaga sa pang-araw-araw na buhay ng hindi mabilang na mga sambahayan at lalong ginagamit sa lahat ng mga industriya at sektor ng produksyon.

Epektong Antistaticng mga Surfactant

Ang alitan ay kadalasang lumilikha ng static electricity sa mga hibla, plastik, at iba pang mga natapos na produkto, na nakakasira sa kanilang pagganap sa serbisyo. Halimbawa, ang mga tela na may static charge ay may posibilidad na kumapit nang mahigpit sa katawan o dumikit sa ibang mga ibabaw, at madaling makaakit ng alikabok at dumi. Ang static electricity ay nagdudulot ng mas matinding epekto sa mga produktong plastik: hindi lamang madaling sumipsip ng alikabok ang mga plastik, na nakakaapekto sa kanilang transparency, kalinisan ng ibabaw, at aesthetic appeal, kundi pati na rin ang kanilang pagganap sa serbisyo at komersyal na halaga ay lumalala.

Ang antistatic treatment na nakabatay sa surfactant ang nangingibabaw na pamamaraan na kasalukuyang ginagamit upang maalis ang static buildup, at ang mga naturang surfactant ay kilala bilang mga antistatic agent.

Seksyon 1 Estatikong Elektrisidad at ang mga Mekanismo ng Paglikha Nito

Bagama't may kaunting pagkakaiba sa mga resulta ng pagsusuri patungkol sa triboelectric charging sequence ng mga hibla mula sa iba't ibang mananaliksik, ang mga hibla na naglalaman ng amide linkages tulad ng lana, nylon at artipisyal na lana sa pangkalahatan ay may posibilidad na magdala ng mga positibong karga.

Ang mga gawi sa pag-charge ng mga karaniwang plastik ay nakalista sa Table 10-2. Ang triboelectric sequence ng mga tipikal na substance mula positibo hanggang negatibong charge ay ang mga sumusunod:

(+) Poliuretana–Buhok ng tao–Naylon–Lana–Seda–Hibla ng viscose–Bulak–Matigas na goma–Selulusa asetato–Vinylon–Polipropilena–Polyester–Polyacrylonitrile–Polivinil klorido–Kopolymer ng vinyl chloride-acrylonitrile–Polietilena–Politetrafluoroetilena (-)

Ang eksaktong mekanismo ng pagbuo ng static na kuryente ay hindi pa lubos na nalilinaw, ngunit may isang pinagkasunduan na ang friction sa pagitan ng magkakaibang mga sangkap ay nagdudulot ng paglilipat ng karga sa pagitan ng mga nagdidikit na ibabaw, sa gayon ay bumubuo ng static na kuryente. Ang polarity ng karga na dala ng isang sangkap ay natutukoy ng electron gain o loss: ang mga sangkap ay nawawalan ng mga electron at nagiging positibo ang karga, habang ang mga nakakakuha ng electron ay nakakakuha ng mga negatibong karga.

Seksyon 2 Mga Ahente ng Antistatic

Mayroong dalawang pangunahing paraan upang maalis ang static electricity:

Mga pisikal na pamamaraan: Dahil ang magnitude ng static charge ay apektado ng temperatura at halumigmig, ang mga pisikal na pamamaraan kabilang ang regulasyon ng temperatura at halumigmig at corona discharge ay maaaring ilapat upang maalis ang static mula sa mga ibabaw ng materyal.

Mga pamamaraang kemikal sa ibabaw: Ang mga surfactant, na tinutukoy din bilang mga antistatic agent, ay ginagamit upang gamutin ang mga hibla at produktong plastik sa ibabaw o hinahalo sa mga plastik na matrice upang maalis ang static na kuryente.

I. Mga Antistatic Agent para sa mga Fiber

Mga kinakailangang katangian ng mga kwalipikadong antistatic agent

(1) Panatilihin ang orihinal na pakiramdam ng mga hibla;

(2) Naghahatid ng natatanging antistatic na pagganap sa mababang dosis at nananatiling epektibo sa ilalim ng mga kondisyon ng mababang temperatura;

(3) Magpakita ng mahusay na pagkakatugma sa mga hibla ng dagta;

(4) May mahusay na pagkakatugma sa iba pang mga pantulong sa pagproseso;

(5) Hindi magdudulot ng bula at hindi mag-iiwan ng mantsa ng tubig;

(6) Hindi nakalalason at hindi nakakairita sa balat ng tao;

(7) Panatilihin ang matatag na pagganap sa paglipas ng panahon.

Pag-uuri ng mga ahente ng antistatic na hibla

Ang mga cationic at amphoteric surfactant ang bumubuo sa mga pangunahing kategorya ng mga antistatic agent para sa mga aplikasyon ng fiber.

Mga mekanismong antistatic

Ang mga surfactant ay may mga antistatic effect sa mga tela sa pamamagitan ng dalawang pangunahing pathway: ang pagpigil sa static generation habang may frictional contact at pagpapadali sa pagkalat ng mga surface static charge. Ang pagsugpo sa frictional charging ay may malapit na kaugnayan sa istrukturang molekular ng surfactant, samantalang ang charge dissipation ay nakadepende sa adsorption capacity at hygroscopicity ng mga surfactant sa mga ibabaw ng fiber.

Mga cationic surfactantmadaling sumipsip sa mga negatibong kargadong ibabaw ng hibla sa pamamagitan ng kanilang mga intrinsic positive charge:

①Nine-neutralize nila ang likas na mga karga sa ibabaw ng mga hibla;

②Ang mga cationic surfactant ay kumakapit sa mga hibla sa pamamagitan ng mga positibong kargadong quaternary ammonium group, na may mga hydrophobic hydrocarbon chain na nakadirekta palabas, na bumubuo ng isang maayos na adsorbed film sa mga ibabaw ng hibla. Ang film na ito ay epektibong binabawasan ang friction sa ibabaw habang nakikipag-ugnayan at pinapawi ang frictional static buildup.

Para sa mga low-polarity at highly hydrophobic synthetic fibers, ang mga cationic surfactant ay dumidikit sa mga ibabaw ng fiber sa pamamagitan ng mga puwersang van der Waals na kumikilos sa mga hydrophobic hydrocarbon chain, habang ang mga polar quaternary ammonium group ay nakaharap palabas. Binabalutan nito ang mga fiber ng isang hydrophilic polar layer na nagpapalakas ng electrical conductivity sa ibabaw at pagpapanatili ng moisture, na nagpapabilis sa pagkalat ng friction-induced static electricity at naghahatid ng antistatic functionality.

Ang kapasidad ng adsorption ng dioctadecyl ammonium chloride sa mga natural na hibla ay kapansin-pansing mas mataas kaysa sa mga sintetikong hibla, na nagpapahiwatig ng higit na mahusay na antistatic efficacy para sa mga natural na substrate ng hibla.

Tulad ng mga cationic surfactant, ang mga amphoteric surfactant ay may mga positibong karga at sumisipsip sa mga negatibong karga na ibabaw ng hibla upang i-neutralize ang mga static na karga, kung saan ang kanilang mga hydrophobic moieties ay nagpapababa ng friction sa ibabaw. Hindi tulad ng mga cationic surfactant, ang mga amphoteric molecule ay naglalaman ng karagdagang anionic group, na lalong nagpapahusay sa kakayahan ng pagsipsip ng moisture sa ibabaw at pagpapakalat ng karga. Samakatuwid, ang mga amphoteric surfactant ay nagsisilbing mga high-performance antistatic agent, bagama't mas mataas ang gastos.

Ang mga anionic at nonionic surfactant ay nagpapakita ng mahinang antistatic performance dahil sa mababang antas ng adsorption sa mga ibabaw ng fiber. Ang mga nonionic surfactant ay mas madaling ma-adsorb kaysa sa mga anionic surfactant dahil ang kanilang adsorption ay hindi naaapektuhan ng fiber surface charge, ngunit nag-aalok ang mga ito ng mahinang charge dissipation, na nagreresulta sa mas mababang antistatic capacity kumpara sa cationic at amphoteric surfactants.

II. Mga Antistatic Agent para sa mga Plastik

Mekanismo ng mga plastik na antistatic agent na nakabatay sa surfactant

Ang mga surfactant ay nagbibigkis sa mga plastik na ibabaw sa pamamagitan ng mga puwersang van der Waals na kumikilos sa mga hydrophobic hydrocarbon chain, kung saan ang mga polar functional group ay umaabot palabas upang bumuo ng isang oriented adsorbed film. Ang film na ito ay nagbibigay ng surface conductivity upang paganahin ang mahusay na static charge dissipation at sabay na pinapabagal ang friction sa ibabaw sa mga plastik na substrate.

Pag-uuri ayon sa uri ng kemikal na surfactant

(1) Mga anionic surfactant

(2) Mga cationic surfactant

(3) Mga amphoteric surfactant

(4) Mga nonionic surfactant

Pag-uuri ayon sa paraan ng aplikasyon

(1) Mga ahente na antistatic na uri ng patong (inilapat sa mga ibabaw ng materyal)

(2) Mga ahente ng antistatic na hinaluan ng tinunaw na tubig (hinahalo sa mga hilaw na materyales na plastik habang pinagsasama-sama)