Генерацыя электрастатычнага зарада

Здольнасць цвёрдага цела пераносіць зарад залежыць ад умоў паверхні, дыэлектрычнай пастаяннай, павярхоўнага супраціўлення і адноснай вільготнасці навакольнага асяроддзя. Яго здольнасць пераносіць зарад адваротна прапарцыйная яго дыэлектрычнай пастаяннай і адноснай вільготнасці, і прама прапарцыйная яго павярхоўнаму супраціўленню. Знак зарада змяняецца ў залежнасці ад матэрыялу; матэрыялы з ніжэйшымі дыэлектрычнымі пастаяннай маюць станоўчы зарад.

Ізаляцыйныя ўласцівасці звязаны з назапашваннем статычнай электрычнасці. Хімічная структура большасці пластмас паказвае, што яны з'яўляюцца выдатнымі ізалятарамі, што робіць іх неабходнымі матэрыяламі для высокачастотнага абсталявання, такога як радар. Паколькі большасць пластмас маюць нізкую павярхоўную праводнасць, яны не могуць хутка рассейваць электрычны зарад, што адрознівае пластмасы ад металаў.

Падчас выкарыстання пластыкавых вырабаў статычная электрычнасць можа выклікаць розныя праблемы і прывесці да сур'ёзных, нават небяспечных наступстваў. Да найбольш распаўсюджаных небяспек адносяцца: моцнае назапашванне бруду на пластыкавых паверхнях; статычная электрычнасць, якая прыцягвае пыл, што ўплывае на якасць гучання пласцінак; статычная электрычнасць, якая выклікае непрыемнае адчуванне «ўдару электрычным токам» у людзей, якія карыстаюцца дыванамі з сінтэтычнага валакна або пластыкавымі падлогамі; статычная адгезія паміж пластыкавымі плёнкамі і лістамі, што парушае нармальную вытворчасць; і зліпанне цвёрдага парашка падчас пераносу паветранага патоку. Іскры разраду, якія ўтвараюцца з-за вялікіх назапашванняў статычнага зараду, могуць нават запаліць сумесі паветра і пылу або арганічных растваральнікаў, стаўшы прычынай многіх разбуральных выбухаў.

Меры па падаўленні электрастатычнага зарада

(1) Павелічэнне адноснай вільготнасці: Па меры павелічэння вільготнасці навакольнага асяроддзя адліваных вырабаў павялічваецца іх павярхоўная праводнасць, што паскарае рассейванне зарада. Напрыклад, калі адносная вільготнасць водапаглынальнага поліаміду перавышае 65%, статычная электрычнасць практычна адсутнічае. І наадварот, калі адносная вільготнасць значна ніжэйшая за 20%, праблемы з балансам павярхоўнага зарада непазбежныя. У гэтым выпадку адзінай сапраўды эфектыўнай мерай падаўлення статычнай электрычнасці з'яўляецца даданне праводнай матрыцы для зніжэння аб'ёмнага супраціўлення.

(2) Павялічце праводнасць паветра:з дапамогай іанізатара, які працуе на прынцыпе электрычнасці або радыеактыўнасці, для павелічэння праводнасці паветра, каб зарад мог хутка рассейвацца ў навакольным паветры.

(3) Павялічце павярхоўную праводнасць, дадаючы хімічныя дабаўкі (антыстатычныя рэчывы) у пластыкі або наносячы іх на паверхню для павелічэння павярхоўнай праводнасці, тым самым рассейваючы статычны зарад.

 Хімічная структура антыстатычных рэчываў

Антыстатычныя рэчывы — гэта дабаўкі, якія дадаюцца ў фармавальныя сумесі або наносяцца на паверхню адлітых вырабаў для памяншэння назапашвання статычнай электрычнасці. У залежнасці ад спосабу нанясення антыстатычныя рэчывы можна падзяліць на дзве асноўныя катэгорыі: для ўнутранага і вонкавага прымянення.

2.Унутраныя антыстатычныя сродкі

Унутрана дададзеныя антыстатычныя агенты дадаюцца ў палімеры ў якасці павярхоўна-актыўных рэчываў перад або падчас фармавання. Усе яны валодаюць павярхоўна-актыўнымі ўласцівасцямі і могуць міграваць і агрэгаваць на паверхні адлітых дэталяў. Гэтыя дабаўкі ўтрымліваюць у сваіх малекулах як гідрафільныя, так і гідрафобныя групы. Гідрафобныя групы маюць пэўную сумяшчальнасць з палімерам і могуць прымушаць яго малекулы прыліпаць да паверхні вырабу, у той час як гідрафільныя групы функцыянуюць шляхам звязвання і абмену з малекуламі вады на паверхні вырабу. Большасць антыстатычных агентаў з павярхоўна-актыўнымі ўласцівасцямі можна класіфікаваць на катыённыя, аніённыя і неіённыя тыпы.

1.Катыённыя антыстатычныя агенты:У гэтым тыпе антыстатыка актыўная частка малекулы звычайна змяшчае вялікую катыённую групу і часта доўгую алкільную групу, напрыклад, чацвярцічныя солі амонія, чацвярцічныя сульфоніевыя солі або чацвярцічныя сульфоніевыя солі. Аніёны, такія як хларыды, метылсульфаты і нітраты, звычайна ўтвараюцца падчас рэакцый кватернізацыі. Антыстатыкі на аснове чацвярцічных соляў амонія дамінуюць у гэтай катэгорыі камерцыйных прадуктаў. Катыённыя антыстатыкі найбольш эфектыўныя на палярных матрыцах (такіх як ПВХ і стырольныя палімеры). Аднак іх выкарыстанне некалькі абмежавана з-за іх негатыўнага ўплыву на тэрмічную стабільнасць некаторых палімераў.

2. Аніённыя антыстатычныя агенты: У гэтым тыпе антыстатычных агентаў актыўная частка малекулы з'яўляецца аніённай. Алкілсульфанаты, сульфаты, фасфаты, дытыакарбаматы або карбаксілаты звычайна ўтрымліваюць вялікую колькасць аніёнаў, у той час як катыёны звычайна ўяўляюць сабой іоны шчолачных металаў, а часам іоны шчолачназямельных металаў. Напрыклад, алкілсульфанат натрыю шырока выкарыстоўваецца ў прамысловасці, паколькі ён дасягае здавальняючых антыстатычных эфектаў у полівінілхларыдных і полістырольных палімерах, але яго прымяненне ў поліалефінах мае пэўныя абмежаванні.

3. Неіённыя антыстатычныя рэчывыГэтыя антыстатычныя агенты маюць павярхоўна-актыўную малекулярную групу, якая не мае зарада і вельмі нізкай палярнасці (у асноўным эфіры або простыя эфіры поліэтыленгліколю, эфіры або этаноламіны тоўстых кіслот, мона- або дыгліцэрыды і этоксіляваныя тоўстыя аміны). Яны ў асноўным пастаўляюцца камерцыйна ў выглядзе вадкасцей або воскаў з нізкай тэмпературай размякчэння.

Нізкая палярнасць гэтых дабавак робіць іх ідэальнымі ўнутранымі антыстатычнымі агентамі для поліэтылену і поліпрапілену, а таксама яны дэманструюць высокую сумяшчальнасць. Розныя тыпы поліэтылену і поліпрапілену маюць розную шчыльнасць, крышталічнасць і мікраскапічную малекулярную структуру. Такім чынам, каб атрымаць аптымальную малекулярную структуру для кожнага антыстатыка, неабходна рэгуляваць даўжыню алкільнага ланцуга і колькасць гідраксільных або эфірных груп у злучэнні. Толькі такім чынам можна эфектыўна забяспечыць жаданы эфект прымянення. Напрыклад, тыповыя антыстатычныя агенты, якія выкарыстоўваюцца ў поліпрапілене, менш эфектыўныя пры ўжыванні да поліэтылену нізкай шчыльнасці, і наадварот.

 Тып вонкавага пакрыцця: антыстатычны сродак

Знешнія антыстатычныя рэчывы наносяцца на паверхню адлітых дэталяў у выглядзе воднага або спіртавога раствора. З-за розных спосабаў нанясення патрабаванні да структуры, згаданыя ва ўнутраных антыстатычных сродках, становяцца менш важнымі. Усе павярхоўна-актыўныя злучэнні, а таксама многія непавярхоўна-актыўныя гіграскапічныя рэчывы (напрыклад, гліцэрын, поліолы і поліэтыленгліколь) валодаюць антыстатычнымі ўласцівасцямі ў рознай ступені, і эфектыўнасць гэтых злучэнняў не залежыць ад іх сумяшчальнасці з палімерам або іх міграцыі ўнутры палімера.