Էլեկտրաստատիկ լիցքի առաջացում

Պինդ մարմնի լիցք կրելու ունակությունը կախված է մակերևութային պայմաններից, դիէլեկտրիկ հաստատունից, մակերևութային դիմադրությունից և շրջակա միջավայրի հարաբերական խոնավությունից: Լիցք կրելու ունակությունը հակադարձ համեմատական ​​է դրա դիէլեկտրիկ հաստատունին և հարաբերական խոնավությանը, և ուղիղ համեմատական ​​է դրա մակերևութային դիմադրությանը: Լիցքի նշանը տատանվում է՝ կախված նյութից. ավելի ցածր դիէլեկտրիկ հաստատուններ ունեցող նյութերը դրական լիցքավորված են:

Մեկուսիչ հատկությունները կապված են ստատիկ էլեկտրականության կուտակման հետ: Պլաստմասսայի մեծ մասի քիմիական կառուցվածքը ցույց է տալիս, որ դրանք գերազանց մեկուսիչներ են, ինչը դրանք դարձնում է բարձր հաճախականության սարքավորումների, ինչպիսին է ռադարը, համար անհրաժեշտ նյութեր: Քանի որ պլաստմասսայի մեծ մասն ունի ցածր մակերևութային հաղորդունակություն, դրանք չեն կարող արագ ցրել էլեկտրական լիցքը, ինչը տարբերություն է պլաստմասսայի և մետաղի միջև:

Պլաստմասե արտադրանքի օգտագործման ընթացքում ստատիկ էլեկտրականությունը կարող է տարբեր խնդիրներ առաջացնել և հանգեցնել լուրջ, նույնիսկ վտանգավոր հետևանքների: Ամենատարածված վտանգներն են՝ պլաստիկ մակերեսների վրա կեղտի կուտակում, ստատիկ էլեկտրականություն, որը ներգրավում է փոշի, որը ազդում է ձայնագրությունների ձայնի որակի վրա, ստատիկ էլեկտրականություն, որը տհաճ «էլեկտրական ցնցման» զգացողություն է առաջացնում սինթետիկ մանրաթելային գորգեր կամ պլաստիկե հատակ օգտագործող մարդկանց մոտ, պլաստիկ թաղանթների և թերթերի միջև ստատիկ կպչունություն, որը խաթարում է բնականոն արտադրությունը, և պինդ փոշու կպչում օդային հոսքի ընթացքում: Ստատիկ լիցքի մեծ կուտակումներից առաջացող կայծերը կարող են նույնիսկ բոցավառել օդի և փոշու կամ օրգանական լուծիչների խառնուրդներ՝ դառնալով բազմաթիվ ավերիչ պայթյունների պատճառ:

Էլեկտրաստատիկ լիցքը ճնշելու միջոցառումներ

(1) Հարաբերական խոնավության բարձրացում. Ձուլված արտադրանքի շրջակա խոնավության բարձրացմանը զուգընթաց դրանց մակերեսային հաղորդականությունը նույնպես մեծանում է, դրանով իսկ արագացնելով լիցքի ցրումը: Օրինակ, երբ ջուր կլանող պոլիամիդի հարաբերական խոնավությունը 65%-ից բարձր է, գործնականում ստատիկ էլեկտրականություն չկա: Եվ հակառակը, երբ հարաբերական խոնավությունը շատ ավելի ցածր է, քան 20%-ը, մակերեսային լիցքի հավասարակշռության հետ կապված խնդիրները անխուսափելի են: Այս դեպքում ստատիկ էլեկտրականությունը ճնշելու միակ իսկապես արդյունավետ միջոցը հաղորդիչ մատրից ավելացնելն է՝ ծավալային դիմադրությունը նվազեցնելու համար:

(2) Բարձրացնել օդի հաղորդունակությունը:օգտագործելով էլեկտրական կամ ռադիոակտիվության սկզբունքով աշխատող իոնիզատոր՝ օդի հաղորդունակությունը բարձրացնելու համար, որպեսզի լիցքը կարողանա արագորեն ցրվել շրջակա օդի մեջ։

(3) Բարձրացնել մակերեսային հաղորդունակությունը՝ պլաստմասսաներին ավելացնելով քիմիական հավելումներ (հակաստատիկ նյութեր) կամ դրանք մակերեսին քսելով՝ մակերեսային հաղորդունակությունը բարձրացնելու համար, այդպիսով ցրելով ստատիկ լիցքը։

 Հակաստատիկ նյութերի քիմիական կառուցվածքը

Հակաստատիկ նյութերը հավելանյութեր են, որոնք ավելացվում են ձուլման միացություններին կամ քսվում են ձուլված արտադրանքի մակերեսին՝ ստատիկ էլեկտրաէներգիայի կուտակումը նվազեցնելու համար: Ընդհանուր առմամբ, կիրառման եղանակի հիման վրա, հակաստատիկ նյութերը կարելի է բաժանել երկու հիմնական կատեգորիայի՝ ներքին և արտաքին կիրառման:

2.Ներքին հակաստատիկ նյութեր

Ներքին ավելացված հակաստատիկ նյութերը որպես մակերևութային ակտիվ նյութեր ավելացվում են պոլիմերներին՝ ձուլումից առաջ կամ ընթացքում: Դրանք բոլորն ունեն մակերևութային ակտիվության բնութագրեր և կարող են միգրացվել և ագրեգացվել ձուլված մասերի մակերեսին: Այս հավելումները իրենց մոլեկուլներում պարունակում են ինչպես հիդրոֆիլ, այնպես էլ հիդրոֆոբ խմբեր: Հիդրոֆոբ խմբերը որոշակի համատեղելիություն ունեն պոլիմերի հետ և կարող են հանգեցնել դրա մոլեկուլների կպչմանը արտադրանքի մակերեսին, մինչդեռ հիդրոֆիլ խմբերը գործում են՝ կապվելով և փոխանակվելով արտադրանքի մակերեսին ջրի մոլեկուլների հետ: Մակերևութային ակտիվության բնութագրերով հակաստատիկ նյութերի մեծ մասը կարելի է դասակարգել կատիոնային, անիոնային և ոչ իոնային տեսակների:

1.Կատիոնային հակաստատիկ նյութեր.Այս տեսակի հակաստատիկ նյութում մոլեկուլի ակտիվ մասը սովորաբար պարունակում է մեծ կատիոնային խումբ և հաճախ երկար ալկիլային խումբ, ինչպիսիք են քառորդական ամոնիումային աղերը, քառորդական սուլֆոնիումային աղերը կամ քառորդական սուլֆոնիումային աղերը: Անիոնները, որպես կանոն, առաջանում են քառորդականացման ռեակցիաների ընթացքում, ինչպիսիք են քլորիդները, մեթիլսուլֆատները և նիտրատները: Այս կատեգորիայի առևտրային արտադրանքներում գերակշռում են քառորդական ամոնիումային աղերի հակաստատիկ նյութերը: Կատիոնային հակաստատիկ նյութերն առավել արդյունավետ են բևեռային մատրիցների վրա (օրինակ՝ ՊՎՔ և ստիրոլային պոլիմերներ): Այնուամենայնիվ, դրանց օգտագործումը որոշ չափով սահմանափակ է՝ որոշակի պոլիմերների ջերմային կայունության վրա ունեցած բացասական ազդեցության պատճառով:

2. Անիոնային հակաստատիկ նյութեր. Այս տեսակի հակաստատիկ նյութում մոլեկուլի ակտիվ մասը անիոնային է: Ալկիլ սուլֆոնատները, սուլֆատները, ֆոսֆատները, դիթիոկարբամատները կամ կարբօքսիլատները սովորաբար կրում են մեծ քանակությամբ անիոններ, մինչդեռ կատիոնները սովորաբար ալկալիական մետաղների իոններ են, իսկ երբեմն՝ հողալկալիական մետաղների իոններ: Օրինակ, նատրիումի ալկիլ սուլֆոնատը լայնորեն կիրառվում է արդյունաբերության մեջ, քանի որ այն բավարար հակաստատիկ ազդեցություն է ապահովում պոլիվինիլքլորիդի և պոլիստիրոլի պոլիմերների վրա, սակայն դրա կիրառումը պոլիօլեֆիններում որոշակի սահմանափակումներ ունի:

3. Ոչ իոնային հակաստատիկ նյութերԱյս հակաստատիկ նյութերը ունեն մակերևութային ակտիվ մոլեկուլային խումբ, որը լիցքաթափված չէ և ունի շատ ցածր բևեռականություն (հիմնականում պոլիէթիլենգլիկոլի էսթերներ կամ եթերներ, ճարպաթթուների էսթերներ կամ էթանոլամիններ, մոնո- կամ դիգլիցերիդներ և էթօքսիլացված ճարպային ամիններ): Դրանք հիմնականում առևտրային առումով մատակարարվում են հեղուկների կամ ցածր փափկեցման կետ ունեցող մոմերի տեսքով:

Այս հավելումների ցածր բևեռականությունը դրանք դարձնում է իդեալական ներքին հակաստատիկ միջոցներ պոլիէթիլենի և պոլիպրոպիլենի համար, և դրանք նաև ցուցաբերում են բարձր համատեղելիություն: Պոլիէթիլենի և պոլիպրոպիլենի տարբեր տեսակներ ունեն տարբեր խտություններ, բյուրեղացում և մանրադիտակային մոլեկուլային կառուցվածքներ: Հետևաբար, յուրաքանչյուր հակաստատիկ միջոցի համար օպտիմալ մոլեկուլային կառուցվածք ստանալու համար պետք է ճշգրտվեն ալկիլային շղթայի երկարությունը և միացության մեջ հիդրօքսիլային կամ եթերային խմբերի քանակը: Միայն այս կերպ կարելի է արդյունավետորեն ապահովել ցանկալի կիրառման ազդեցությունը: Օրինակ, պոլիպրոպիլենում օգտագործվող տիպիկ հակաստատիկ միջոցները պակաս արդյունավետ են, երբ կիրառվում են ցածր խտության պոլիէթիլենի վրա, և հակառակը:

 Արտաքին ծածկույթի տեսակի հակաստատիկ նյութ

Արտաքին հակաստատիկ նյութերը քսվում են ձուլված մասերի մակերեսին՝ ջրային կամ սպիրտային լուծույթի տեսքով: Կիրառման տարբեր մեթոդների պատճառով ներքին հակաստատիկ նյութերի վերաբերյալ նշված կառուցվածքային պահանջները դառնում են պակաս կարևոր: Բոլոր մակերևութային ակտիվ միացությունները, ինչպես նաև շատ ոչ մակերևութային ակտիվ հիգրոսկոպիկ նյութեր (օրինակ՝ գլիցերին, պոլիոլներ և պոլիէթիլենգլիկոլ), ունեն հակաստատիկ հատկություններ տարբեր աստիճաններով, և այդ միացությունների արդյունավետության վրա չի ազդում դրանց համատեղելիությունը պոլիմերի հետ կամ պոլիմերի ներսում դրանց տեղաշարժը: