Generering van elektrostatiese lading

Die vermoë van 'n vaste stof om 'n lading te dra, hang af van oppervlaktoestande, diëlektriese konstante, oppervlakweerstand en die relatiewe humiditeit van die omliggende omgewing. Die vermoë om 'n lading te dra, is omgekeerd eweredig aan die diëlektriese konstante en relatiewe humiditeit, en direk eweredig aan die oppervlakweerstand. Die teken van die lading wissel na gelang van die materiaal; materiale met laer diëlektriese konstantes is positief gelaai.

Isolasie-eienskappe hou verband met die opbou van statiese elektrisiteit. Die chemiese struktuur van die meeste plastiek toon dat hulle uitstekende isolators is, wat hulle noodsaaklike materiale maak vir hoëfrekwensie-toerusting soos radar. Omdat die meeste plastiek lae oppervlakgeleidingsvermoë het, kan hulle nie vinnig elektriese lading versprei nie, 'n verskil tussen plastiek en metale.

Tydens die gebruik van plastiekprodukte kan statiese elektrisiteit verskeie probleme veroorsaak en tot ernstige, selfs gevaarlike, gevolge lei. Die mees algemene gevare sluit in: ernstige opbou van vuilgoed op plastiekoppervlakke; statiese elektrisiteit wat stof aantrek wat die klankgehalte van plate beïnvloed; statiese elektrisiteit wat 'n onaangename "elektriese skok"-sensasie veroorsaak by mense wat sintetiese veselmatte of plastiekvloere gebruik; statiese adhesie tussen plastiekfilms en -velle, wat normale produksie ontwrig; en vaste poeier wat saamklonter tydens lugvloei. Die ontladingsvonke wat gegenereer word deur groot ophopings van statiese lading kan selfs mengsels van lug en stof of organiese oplosmiddels aan die brand steek, wat 'n oorsaak van baie vernietigende ontploffings word.

Maatreëls om elektrostatiese lading te onderdruk

(1) Toenemende relatiewe humiditeit: Soos die omgewingshumiditeit van gevormde produkte toeneem, neem hul oppervlakgeleidingsvermoë ook toe, wat die verspreiding van lading versnel. Byvoorbeeld, wanneer die relatiewe humiditeit van waterabsorberende poliamied hoër as 65% is, is daar feitlik geen statiese elektrisiteit nie. Omgekeerd, wanneer die relatiewe humiditeit baie laer as 20% is, is probleme met oppervlakladingsbalans onvermydelik. In hierdie geval is die enigste werklik effektiewe maatreël om statiese elektrisiteit te onderdruk, om 'n geleidende matriks by te voeg om die volumeweerstand te verminder.

(2) Verhoog die geleidingsvermoë van lug:deur 'n ioniseerder te gebruik wat op die beginsel van elektrisiteit of radioaktiwiteit werk om die geleidingsvermoë van lug te verhoog, sodat die lading vinnig in die omgewingslug versprei kan word.

(3) Verhoog oppervlakgeleidingsvermoë deur chemiese bymiddels (antistatiese middels) by plastiek te voeg of dit op die oppervlak aan te wend om oppervlakgeleidingsvermoë te verhoog, waardeur statiese lading verminder word.

 Chemiese Struktuur van Antistatiese Middels

Antistatiese middels is bymiddels wat by gietverbindings gevoeg word of op die oppervlak van gevormde produkte aangewend word om die opbou van statiese elektrisiteit te verminder. Oor die algemeen, gebaseer op die toedieningsmetode, kan antistatiese middels in twee hoofkategorieë verdeel word: interne en eksterne toediening.

2.Interne antistatiese middels

Intern bygevoegde antistatiese middels word as oppervlakaktiewe middels by polimere gevoeg voor of tydens gietwerk. Hulle besit almal oppervlakaktiewe eienskappe en kan migreer en aggregeer op die oppervlak van gevormde dele. Hierdie bymiddels bevat beide hidrofiliese en hidrofobiese groepe in hul molekules. Die hidrofobiese groepe het 'n sekere versoenbaarheid met die polimeer en kan veroorsaak dat die molekules aan die oppervlak van die produk kleef, terwyl die hidrofiliese groepe funksioneer deur te bind en uit te ruil met watermolekules op die produkoppervlak. Die meeste antistatiese middels met oppervlakaktiewe eienskappe kan geklassifiseer word in kationiese, anioniese en nie-ioniese tipes.

1.Kationiese antistatiese middels:In hierdie tipe antistatiese middel bevat die aktiewe deel van die molekule tipies 'n groot kationiese groep en dikwels 'n lang alkielgroep, soos kwaternêre ammoniumsoute, kwaternêre sulfoniumsoute of kwaternêre sulfoniumsoute. Anione word gewoonlik gevorm tydens kwaternisasiereaksies, soos chloriede, metielsulfate en nitrate. Kwaternêre ammoniumsout-antistatiese middels oorheers hierdie kategorie kommersiële produkte. Kationiese antistatiese middels is die doeltreffendste op polêre matrikse (soos PVC en stireenpolimere). Hul gebruik is egter ietwat beperk as gevolg van hul nadelige effekte op die termiese stabiliteit van sekere polimere.

2. Anioniese Antistatiese Middels: In hierdie tipe antistatiese middel is die aktiewe deel van die molekule anionies. Alkielsulfonate, sulfate, fosfate, ditiokarbamate of karboksilate dra tipies 'n groot aantal anione, terwyl die katione gewoonlik alkalimetaalione en soms aardalkalimetaalione is. Natriumalkielsulfonaat word byvoorbeeld wyd in die industrie gebruik omdat dit bevredigende antistatiese effekte in polivinielchloried en polistireenpolimere behaal, maar die toepassing daarvan in poliolefiene het sekere beperkings.

3. Nie-ioniese antistatiese middelsHierdie antistatiese middels het 'n oppervlakaktiewe molekulêre groep wat ongelaai is en baie lae polariteit het (hoofsaaklik poliëtileenglikol-esters of -eters, vetsuur-esters of etanolamiene, mono- of digliseriede, en geëtoksileerde vetamiene). Hulle word meestal kommersieel as vloeistowwe of lae-versagtingspunt-wasse verskaf.

Die lae polariteit van hierdie bymiddels maak hulle ideale interne antistatiese middels vir poliëtileen en polipropileen, en hulle vertoon ook hoë versoenbaarheid. Verskillende tipes poliëtileen en polipropileen het verskillende digthede, kristalliniteit en mikroskopiese molekulêre strukture. Om die optimale molekulêre struktuur vir elke antistatiese middel te verkry, moet die lengte van die alkielketting en die aantal hidroksiel- of etergroepe in die verbinding dus aangepas word. Slegs op hierdie manier kan die verlangde toedieningseffek effektief verseker word. Tipiese antistatiese middels wat in polipropileen gebruik word, is byvoorbeeld minder effektief wanneer dit op lae-digtheid poliëtileen toegedien word, en andersom.

 Eksterne deklaag tipe antistatiese middel

Eksterne antistatiese middels word op die oppervlak van gevormde dele in die vorm van 'n waterige of alkoholiese oplossing aangewend. As gevolg van die verskillende toedieningsmetodes word die strukturele vereistes wat in interne antistatiese middels genoem word, minder belangrik. Alle oppervlakaktiewe verbindings, sowel as baie nie-oppervlakaktiewe higroskopiese stowwe (soos gliserien, poliole en poliëtileenglikol), besit antistatiese eienskappe in verskillende mate, en die doeltreffendheid van hierdie verbindings word nie beïnvloed deur hul versoenbaarheid met die polimeer of hul migrasie binne die polimeer nie.