Мийна здатність поверхнево-активних речовин є фундаментальною характеристикою, яка надає їм найбільшої практичної корисності. Вона тісно пов'язана з повсякденним життям тисяч домогосподарств, а також все частіше застосовується в різних галузях промисловості та промислових виробництвах.
1.Антистатичний ефект of поверхнево-активні речовини
Волокна, пластмаси та інші вироби часто генерують статичну електрику через тертя, що впливає на експлуатаційні характеристики таких виробів. Наприклад, якщо волокнисті тканини несуть статичну електрику, вони зазвичай мають такі недоліки, як «прилипання» або «статичне зчеплення», а також схильні до поглинання пилу та легкого забруднення. Вплив статичної електрики на пластикові вироби ще більш значний: такі вироби не тільки легко поглинають пил, що погіршує їхню прозорість, чистоту поверхні та зовнішній вигляд, але й знижують їх експлуатаційні характеристики та цінність.
Для усунення цього статичного явища наразі здебільшого застосовується антистатичний метод з використанням поверхнево-активних речовин. Такі поверхнево-активні речовини відомі як антистатики.
2.Електростатичнийявища та їх причини
Хоча результати послідовності заряджання волокон, отримані різними дослідниками, дещо відрізняються, волокна, що містять амідні зв'язки, такі як вовна, нейлон та штучна вовна, як правило, заряджаються позитивно. Умови заряджання звичайних пластмас наведено в таблиці 10-2. Послідовність заряджання звичайних речовин від позитивного до негативного виглядає наступним чином: (+) Поліуретан – Волосся – Нейлон – Вовна – Шовк – Віскозне волокно – Бавовна – Тверда гума – Ацетатне волокно – Вінілон – Поліпропілен – Поліестер – Поліакрилонітрил – Полівінілхлорид – Сополімер вінілхлориду-акрилонітрилу – Поліетилен – Політетрафторетилен (–). Хоча причина утворення статичної електрики ще не повністю зрозуміла, загальновизнано, що статична електрика утворюється, коли різні типи об'єктів труться один об одного, що призводить до передачі рухомих зарядів між об'єктами, що труться. Тип заряду, який несе об'єкт, можна визначити отриманням або втратою електронів. Об'єкт стає позитивно зарядженим, якщо він втрачає електрони, і негативно зарядженим, якщо він отримує електрони.
Існує два основних методи позбавлення від статичної електрики:
(1) Фізичний метод. Оскільки величина статичної електрики залежить від температури та вологості, для усунення статичної електрики на поверхні об'єктів можна використовувати фізичні методи, такі як регулювання температури та вологості, а також коронний розряд.
(2) Поверхневий хімічний метод. Тобто, поверхнево-активні речовини, також відомі як антистатики, використовуються для обробки поверхонь волокон та пластикових виробів або змішуються з внутрішньою частиною пластмас для досягнення мети усунення статичної електрики.
4.антистатичний засіб для волокон
4.1Вимоги до антистатичного засобу:
(1) Це не повинно змінювати відчуття волокон на дотик;
(2) Він повинен мати чудовий антистатичний ефект при низькому дозуванні та залишатися ефективним за низьких температур;
(3) Він повинен мати добру сумісність зі смоляними волокнами;
(4) Він повинен демонструвати відмінну сумісність з іншими добавками;
(5) Не повинно спричиняти утворення піни або водяних плям;
(6) Він повинен бути нетоксичним та не подразнювати шкіру;
(7) Він повинен підтримувати добру стійкість.
4.2Види антистатичних засобів
Основними типами антистатичних засобів, що використовуються для волокон, є катіонні та амфотерні іонні поверхнево-активні речовини.
4.3Механізм дії антистатичних засобів
Для поверхнево-активних речовин, що використовуються як антистатичні засоби для волокон, антистатичний механізм включає в себе два аспекти: запобігання утворенню статичної електрики на поверхні волокнистих тканин внаслідок тертя та розсіювання поверхневих зарядів. Запобігання електризації внаслідок тертя тісно пов'язане зі структурою поверхнево-активних речовин, тоді як розсіювання поверхневих зарядів пов'язане з кількістю адсорбції та гігроскопічністю поверхнево-активних речовин на волокнистих тканинах.
Катіонні поверхнево-активні речовини легко адсорбуються на негативно заряджених поверхнях волокон завдяки власним позитивним зарядам.
① Вони можуть нейтралізувати поверхневі заряди волокон;
② Оскільки катіонні поверхнево-активні речовини адсорбуються на поверхні волокон у вигляді позитивно заряджених четвертинних іонів амонію з їхніми гідрофобними вуглеводневими ланцюгами, зверненими назовні, на поверхні волокна утворюється спрямована адсорбційна плівка, що складається з вуглеводневих ланцюгів. Ця плівка ефективно зменшує силу тертя, що виникає на поверхні волокна під час тертя, тим самим послаблюючи електризацію тертя.
Для синтетичних волокон з низькою полярністю та сильною гідрофобністю катіонні поверхнево-активні речовини адсорбуються на поверхні волокна за допомогою сил Ван-дер-Ваальса через свої гідрофобні вуглеводневі ланцюги, причому їхні полярні четвертинні амонієві групи звернені назовні. Це покриває поверхню волокна гідрофільними полярними групами, що не тільки покращує електропровідність поверхні волокна, але й збільшує його поверхневу вологість, сприяючи розсіюванню статичної електрики, що утворюється внаслідок тертя, та досягаючи антистатичного ефекту.
Кількість адсорбції діоктадециламоній хлориду на поверхнях натуральних волокон значно вища, ніж на синтетичних волокнах, що свідчить про його кращий антистатичний ефект на натуральні волокна.
Як і катіонні поверхнево-активні речовини, амфотерні іонні поверхнево-активні речовини несуть позитивні заряди, а також можуть адсорбуватися на негативно заряджених поверхнях волокон для нейтралізації статичних зарядів. Їхні гідрофобні групи також зменшують тертя. Порівняно з катіонними поверхнево-активними речовинами, вони додатково містять аніонну групу у своїй молекулярній структурі, що дозволяє краще посилити розсіювання вологи та заряду. Таким чином, амфотерні іонні поверхнево-активні речовини є високоефективними антистатичними агентами, хоча й за відносно високою вартістю.
Аніонні та неіонні поверхнево-активні речовини демонструють слабку антистатичну дію через низьку адсорбційну здатність на поверхні волокон. Адсорбційна здатність неіонних поверхнево-активних речовин вища, ніж у аніонних поверхнево-активних речовин, оскільки на неї не впливають заряди поверхні волокон; однак їхня здатність розсіювати статичну електрику слабка, що призводить до значно гіршої антистатичної дії порівняно з катіонними та амфотерними іонними поверхнево-активними речовинами.
5.Антистатичні засоби для пластмас
Механізм дії поверхнево-активних речовин як антистатичних засобів для пластмас: поверхнево-активні речовини адсорбуються на поверхні пластику за допомогою сил Ван-дер-Ваальса через свої гідрофобні вуглеводневі ланцюги, причому їхні полярні групи виходять назовні. На поверхні пластику утворюється спрямована адсорбційна плівка поверхнево-активних речовин, що забезпечує електропровідність, що дозволяє ефективно розсіювати статичні заряди. Тим часом адсорбційна плівка також зменшує тертя на поверхні пластику.
Пластикові антистатичні засоби класифікуються за типом поверхнево-активних речовин наступним чином:
(1) Аніонний тип;
(2) Катіонний тип;
(3) Амфотерний іонний тип;
(4) Неіонний тип.
Антистатичні засоби можна розділити на дві категорії за способом застосування:
(1) Антистатичні агенти для поверхневих покриттів;
(2) Антистатичні агенти внутрішнього змішування.
Час публікації: 14 квітня 2026 р.