Generado de elektrostatika ŝargo

La kapablo de solido porti ŝargon dependas de surfacaj kondiĉoj, dielektrika konstanto, surfaca rezisteco, kaj la relativa humideco de la ĉirkaŭa medio. Ĝia kapablo porti ŝargon estas inverse proporcia al ĝia dielektrika konstanto kaj relativa humideco, kaj rekte proporcia al ĝia surfaca rezisteco. La signo de la ŝargo varias depende de la materialo; materialoj kun pli malaltaj dielektrikaj konstantoj estas pozitive ŝargitaj.

Izolaj ecoj rilatas al amasiĝo de statika elektro. La kemia strukturo de plej multaj plastoj montras, ke ili estas bonegaj izoliloj, igante ilin esencaj materialoj por altfrekvencaj ekipaĵoj kiel radaro. Ĉar plej multaj plastoj havas malaltan surfacan konduktivecon, ili ne povas rapide disipi elektran ŝargon, diferenco inter plastoj kaj metaloj.

Dum la uzado de plastaj produktoj, statika elektro povas kaŭzi diversajn problemojn kaj konduki al gravaj, eĉ danĝeraj, sekvoj. La plej oftaj danĝeroj inkluzivas: severan amasiĝon de malpuraĵo sur plastaj surfacoj; statika elektro altiranta polvon, kiu influas la sonkvaliton de diskoj; statika elektro kaŭzanta malagrablan senton de "elektra ŝoko" ĉe homoj uzantaj tapiŝojn el sintezaj fibroj aŭ plastajn plankojn; statika adhero inter plastaj filmoj kaj folioj, interrompante normalan produktadon; kaj solida pulvoro kunbuliĝanta dum aerfluo. La elĵetaj sparkoj generitaj de grandaj amasiĝoj de statika ŝargo eĉ povas ekbruligi miksaĵojn de aero kaj polvo aŭ organikaj solviloj, fariĝante kaŭzo de multaj detruaj eksplodoj.

Mezuroj por subpremi elektrostatikan ŝargon

(1) Pliigo de relativa humideco: Dum la ĉirkaŭa humideco de mulditaj produktoj pliiĝas, ankaŭ ilia surfaca konduktiveco pliiĝas, tiel akcelante la disipadon de ŝargo. Ekzemple, kiam la relativa humideco de akvo-absorbanta poliamido estas pli alta ol 65%, preskaŭ ne ekzistas statika elektro. Male, kiam la relativa humideco estas multe pli malalta ol 20%, problemoj pri surfaca ŝarga ekvilibro estas neeviteblaj. En ĉi tiu kazo, la sola vere efika rimedo por subpremi statikan elektron estas aldoni konduktan matricon por redukti la volumenan rezistecon.

(2) Pliigu la konduktivecon de aero:per uzado de jonizilo, kiu funkcias laŭ la principo de elektro aŭ radioaktiveco, por pliigi la konduktivecon de aero, tiel ke la ŝargo povas rapide disipiĝi en la ĉirkaŭan aeron.

(3) Pliigi surfacan konduktivecon per aldono de kemiaj aldonaĵoj (antstatikaj agentoj) al plastoj aŭ aplikado de ili al la surfaco por pliigi surfacan konduktivecon, tiel disipante statikan ŝargon.

 Kemia strukturo de antistataj agentoj

Antistatikaj agentoj estas aldonaĵoj, kiuj estas aldonitaj al muldaj komponaĵoj aŭ aplikitaj al la surfaco de mulditaj produktoj por redukti amasiĝon de statika elektro. Ĝenerale, surbaze de la aplikmetodo, antistatikaj agentoj povas esti dividitaj en du ĉefajn kategoriojn: interna kaj ekstera apliko.

2.Internaj Antistataj Agentoj

Interne aldonitaj antistatikaj agentoj estas aldonitaj al polimeroj kiel surfaktantoj antaŭ aŭ dum muldado. Ili ĉiuj posedas surfakt-aktivajn karakterizaĵojn kaj povas migri kaj agregiĝi sur la surfaco de mulditaj partoj. Ĉi tiuj aldonaĵoj enhavas kaj hidrofilajn kaj hidrofobajn grupojn en siaj molekuloj. La hidrofobaj grupoj havas certan kongruecon kun la polimero kaj povas igi ĝiajn molekulojn adheri al la surfaco de la produkto, dum la hidrofilaj grupoj funkcias per ligado kaj interŝanĝo kun akvomolekuloj sur la produkta surfaco. Plej multaj antistatikaj agentoj kun surfakt-aktivaj karakterizaĵoj povas esti klasifikitaj en katjonajn, anjonajn kaj nejonajn tipojn.

1.Katjonaj Antistataj Agentoj:En ĉi tiu tipo de antistatika agento, la aktiva parto de la molekulo tipe enhavas grandan katjonan grupon kaj ofte longan alkilan grupon, kiel ekzemple kvaternaraj amoniaj saloj, kvaternaraj sulfoniaj saloj, aŭ kvaternaraj sulfoniaj saloj. Anjonoj ĝenerale formiĝas dum kvaternigaj reakcioj, kiel ekzemple kloridoj, metilsulfatoj, kaj nitratoj. Antistatikaj agentoj kun kvaternaraj amoniaj saloj dominas ĉi tiun kategorion de komercaj produktoj. Katjonaj antistatikaj agentoj estas plej efikaj sur polusaj matricoj (kiel PVC kaj stirenaj polimeroj). Tamen, ilia uzo estas iom limigita pro iliaj malfavoraj efikoj sur la termika stabileco de certaj polimeroj.

2. Anjonaj Antistataj Agentoj: En ĉi tiu tipo de antistata agento, la aktiva parto de la molekulo estas anjona. Alkilaj sulfonatoj, sulfatoj, fosfatoj, ditiokarbamatoj aŭ karboksilatoj tipe portas grandan nombron da anjonoj, dum la katjonoj estas kutime alkalaj metalaj jonoj, kaj foje teralkalaj metalaj jonoj. Ekzemple, natria alkilsulfonato estas vaste uzata en la industrio ĉar ĝi atingas kontentigajn antistatajn efikojn en polivinilkloridaj kaj polistirenaj polimeroj, sed ĝia apliko en poliolefinoj havas certajn limigojn.

3. Nejonaj antistataj agentojĈi tiuj antistataj agentoj havas surfac-aktivan molekulan grupon, kiu estas neŝargita kaj havas tre malaltan polusecon (ĉefe polietilen-glikolaj esteroj aŭ eteroj, grasacidaj esteroj aŭ etanolaminoj, mono- aŭ digliceridoj, kaj etoksilitaj grasaj aminoj). Ili estas plejparte liverataj komerce kiel likvaĵoj aŭ vaksoj kun malalta moliga punkto.

La malalta poluseco de ĉi tiuj aldonaĵoj igas ilin idealaj internaj antistataj agentoj por polietileno kaj polipropileno, kaj ili ankaŭ montras altan kongruecon. Malsamaj specoj de polietileno kaj polipropileno havas diversajn densecojn, kristalecon kaj mikroskopajn molekulajn strukturojn. Tial, por atingi la optimuman molekulan strukturon por ĉiu antistata agento, la longo de la alkila ĉeno kaj la nombro de hidroksilaj aŭ eteraj grupoj en la kombinaĵo devas esti adaptitaj. Nur tiel oni povas efike certigi la deziratan aplikan efikon. Ekzemple, tipaj antistataj agentoj uzataj en polipropileno estas malpli efikaj kiam aplikitaj al malalt-denseca polietileno, kaj inverse.

 Ekstera tegaĵo tipo antistatika agento

Eksteraj antistataj agentoj estas aplikataj al la surfaco de mulditaj partoj en la formo de akva aŭ alkohola solvaĵo. Pro la malsamaj aplikmetodoj, la strukturaj postuloj menciitaj en internaj antistataj agentoj fariĝas malpli gravaj. Ĉiuj surfac-aktivaj kombinaĵoj, same kiel multaj ne-surfac-aktivaj higroskopaj substancoj (kiel glicerino, polioloj kaj polietilen-glikolo), posedas antistatajn ecojn je diversaj gradoj, kaj la efikeco de ĉi tiuj kombinaĵoj ne estas influita de ilia kongrueco kun la polimero aŭ ilia migrado ene de la polimero.