Karga elektrostatikoaren sorrera

Solido batek karga eramateko duen gaitasuna gainazaleko baldintzen, konstante dielektrikoaren, gainazaleko erresistentziaren eta inguruko ingurunearen hezetasun erlatiboaren araberakoa da. Karga eramateko duen gaitasuna alderantziz proportzionala da bere konstante dielektrikoaren eta hezetasun erlatiboaren aurrean, eta zuzenean proportzionala bere gainazaleko erresistentziaren aurrean. Kargaren zeinua materialaren araberakoa da; konstante dielektriko baxuagoak dituzten materialak positiboki kargatuta daude.

Isolamendu-propietateak elektrizitate estatikoaren metaketarekin lotuta daude. Plastiko gehienen egitura kimikoak isolatzaile bikainak direla erakusten du, eta horrek ezinbesteko material bihurtzen ditu maiztasun handiko ekipoetarako, hala nola radarrak. Plastiko gehienek gainazaleko eroankortasun txikia dutenez, ezin dute karga elektrikoa azkar xahutu, plastikoen eta metalen arteko aldea.

Plastikozko produktuak erabiltzean, elektrizitate estatikoak hainbat arazo sor ditzake eta ondorio larriak, arriskutsuak ere, ekar ditzake. Arrisku ohikoenen artean hauek daude: zikinkeria metaketa handia plastikozko gainazaletan; hautsa erakartzen duen elektrizitate estatikoak diskoen soinuaren kalitatea eragiten du; zuntz sintetikozko alfonbrak edo plastikozko zoruak erabiltzen dituzten pertsonengan "deskarga elektriko" sentsazio desatsegina eragiten duen elektrizitate estatikoak; plastikozko filmen eta xaflen arteko atxikimendu estatikoa, ekoizpen normala etenez; eta hauts solidoa pilatzea aire-fluxuaren garraioan. Karga estatikoaren metaketa handiek sortutako deskarga-txinpartek aire eta hauts nahasketak edo disolbatzaile organikoak piztu ditzakete, leherketa suntsitzaile askoren kausa bihurtuz.

Karga elektrostatikoa murrizteko neurriak

(1) Hezetasun erlatiboa handitzea: Moldeatutako produktuen giro-hezetasuna handitzen den heinean, haien gainazaleko eroankortasuna ere handitzen da, eta horrela kargaren xahutzea bizkortzen da. Adibidez, ura xurgatzen duen poliamidaren hezetasun erlatiboa % 65etik gorakoa denean, ia ez dago elektrizitate estatikorik. Alderantziz, hezetasun erlatiboa % 20tik beherakoa denean, gainazaleko karga-balantze arazoak saihestezinak dira. Kasu honetan, elektrizitate estatikoa kentzeko neurri eraginkor bakarra eroale-matrize bat gehitzea da, bolumen-erresistentzia murrizteko.

(2) Airearen eroankortasuna handitu:elektrizitatearen edo erradioaktibitatearen printzipioan funtzionatzen duen ionizatzaile bat erabiliz airearen eroankortasuna handitzeko, karga azkar barreiatu ahal izateko inguruko airean.

(3) Gainazaleko eroankortasuna handitu plastikoei gehigarri kimikoak (agente antiestatikoak) gehituz edo gainazalean aplikatuz, gainazaleko eroankortasuna handitzeko, horrela karga estatikoa xahutuz.

 Agente antiestatikoen egitura kimikoa

Agente antiestatikoak molde-konposatuei gehitzen zaizkien edo moldekatutako produktuen gainazalean aplikatzen diren gehigarriak dira, elektrizitate estatikoen metaketa murrizteko. Oro har, aplikazio-metodoaren arabera, agente antiestatikoak bi kategoria nagusitan bana daitezke: barneko eta kanpoko aplikazioa.

2.Barneko agente antiestatikoak

Barnean gehitzen diren agente antiestatikoak polimeroei gehitzen zaizkie gainazal-aktibo gisa, moldeaketaren aurretik edo moldeaketaren bitartean. Guztiek gainazal-aktiboak diren ezaugarriak dituzte eta migratu eta multzokatu daitezke moldeatutako piezen gainazalean. Gehigarri hauek talde hidrofiloak eta hidrofoboak dituzte beren molekuletan. Talde hidrofoboek bateragarritasun jakin bat dute polimeroarekin eta haren molekulak produktuaren gainazalean itsastea eragin dezakete, talde hidrofilikoek, berriz, produktuaren gainazaleko ur molekulekin lotuz eta haiekin trukatuz funtzionatzen duten bitartean. Gainazal-aktiboak dituzten agente antiestatiko gehienak kationiko, anioniko eta ez-ioniko motatan sailka daitezke.

1.Agente antiestatiko kationikoak:Agente antiestatiko mota honetan, molekularen zati aktiboak normalean talde kationiko handi bat eta askotan alkilo talde luze bat izaten ditu, hala nola amonio kuaternarioko gatzetan, sulfonio kuaternarioko gatzetan edo sulfonio kuaternarioko gatzetan. Anioiak, oro har, kuaternazio erreakzioetan sortzen dira, hala nola kloruroak, metil sulfatoak eta nitratoak. Amonio kuaternarioko gatz antiestatikoek osatzen dute produktu komertzial kategoria hau. Agente antiestatiko kationikoak eraginkorrenak dira matrize polarretan (adibidez, PVC eta estireno polimeroetan). Hala ere, haien erabilera mugatua da polimero batzuen egonkortasun termikoan dituzten eragin kaltegarriengatik.

2. Agente Antiestatiko Anionikoak: Agente antiestatiko mota honetan, molekularen zati aktiboa anionikoa da. Alkil sulfonatoek, sulfatoek, fosfatoek, ditiokarbamatoek edo karboxilatoek anioi kopuru handia daramate normalean, eta katioiak, berriz, metal alkalinoen ioiak izaten dira normalean, eta batzuetan lur alkalinoen metal ioiak. Adibidez, sodio alkil sulfonatoa asko erabiltzen da industrian, polibinil kloruro eta poliestireno polimeroetan efektu antiestatiko egokiak lortzen dituelako, baina poliolefinetan duen aplikazioak muga batzuk ditu.

3. Agente antiestatiko ez-ionikoakAgente antiestatiko hauek kargarik gabeko eta polaritate oso baxua duen gainazal-aktiboa duen talde molekular bat dute (batez ere polietilen glikol esterrak edo eterrak, gantz-azidoen esterrak edo etanolaminak, mono- edo diglizeridoak eta etoxilatutako gantz-aminak). Gehienbat likido edo biguntze-puntu baxuko argizari gisa hornitzen dira komertzialki.

Gehigarri hauen polaritate baxuak polietileno eta polipropilenorako barne-antiestatiko agente ideal bihurtzen ditu, eta bateragarritasun handia ere erakusten dute. Polietileno eta polipropileno mota desberdinek dentsitate, kristalinitate eta egitura molekular mikroskopiko desberdinak dituzte. Beraz, agente antiestatiko bakoitzerako egitura molekular optimoa lortzeko, alkilo katearen luzera eta konposatuko hidroxilo edo eter taldeen kopurua egokitu behar dira. Horrela bakarrik berma daiteke nahi den aplikazio-efektua eraginkortasunez. Adibidez, polipropilenoan erabiltzen diren agente antiestatiko tipikoak ez dira hain eraginkorrak dentsitate baxuko polietilenoan aplikatzen direnean, eta alderantziz.

 Kanpoko estaldura motako agente antiestatikoa

Kanpoko agente antiestatikoak moldekatutako piezen gainazalean aplikatzen dira ur edo alkohol disoluzio moduan. Aplikazio metodo desberdinak direla eta, barneko agente antiestatikoetan aipatutako egitura-eskakizunak garrantzi gutxiagokoak dira. Gainazaleko konposatu guztiek, baita gainazaleko substantzia higroskopiko ez-aktibo askok ere (glizerina, poliolak eta polietilen glikola, adibidez), propietate antiestatikoak dituzte maila desberdinetan, eta konposatu hauen eraginkortasuna ez da polimeroarekin duten bateragarritasunaren edo polimeroaren barruko migrazioaren eraginpean.