ელექტროსტატიკური მუხტის წარმოქმნა

მყარი სხეულის მუხტის ტარების უნარი დამოკიდებულია ზედაპირის პირობებზე, დიელექტრულ მუდმივაზე, ზედაპირის წინაღობაზე და გარემომცველი გარემოს ფარდობით ტენიანობაზე. მისი მუხტის ტარების უნარი უკუპროპორციულია მისი დიელექტრული მუდმივისა და ფარდობითი ტენიანობისა და პირდაპირპროპორციულია მისი ზედაპირის წინაღობისა. მუხტის ნიშანი განსხვავდება მასალის მიხედვით; უფრო დაბალი დიელექტრული მუდმივების მქონე მასალები დადებითად დამუხტულია.

იზოლაციის თვისებები დაკავშირებულია სტატიკური ელექტროენერგიის დაგროვებასთან. პლასტმასის უმეტესობის ქიმიური სტრუქტურა ავლენს მათ შესანიშნავ იზოლატორებად, რაც მათ აუცილებელ მასალებად აქცევს მაღალი სიხშირის აღჭურვილობისთვის, როგორიცაა რადარი. რადგან პლასტმასის უმეტესობას აქვს დაბალი ზედაპირული გამტარობა, მათ არ შეუძლიათ ელექტრული მუხტის სწრაფად გაფანტვა, რაც განსხვავებაა პლასტმასებსა და ლითონებს შორის.

პლასტმასის პროდუქტების გამოყენებისას, სტატიკურ ელექტროენერგიას შეუძლია სხვადასხვა პრობლემის გამოწვევა და სერიოზული, თუნდაც სახიფათო შედეგების გამოწვევა. ყველაზე გავრცელებულ საფრთხეებს შორისაა: პლასტმასის ზედაპირებზე ჭუჭყის დიდი რაოდენობით დაგროვება; სტატიკური ელექტროენერგია, რომელიც იზიდავს მტვერს, რაც გავლენას ახდენს ჩანაწერების ხმის ხარისხზე; სტატიკური ელექტროენერგია, რომელიც იწვევს უსიამოვნო „ელექტროშოკის“ შეგრძნებას სინთეზური ბოჭკოვანი ხალიჩების ან პლასტმასის იატაკის მომხმარებლებში; პლასტმასის ფირებსა და ფურცლებს შორის სტატიკური ადჰეზია, რაც არღვევს ნორმალურ წარმოებას; და მყარი ფხვნილის ერთმანეთში შეწებება ჰაერის ნაკადის დროს. სტატიკური მუხტის დიდი დაგროვებით წარმოქმნილ ნაპერწკლებს შეუძლიათ ჰაერისა და მტვრის ან ორგანული გამხსნელების ნარევების აალებაც კი, რაც მრავალი დამანგრეველი აფეთქების მიზეზი ხდება.

ელექტროსტატიკური მუხტის ჩახშობის ზომები

(1) ფარდობითი ტენიანობის გაზრდა: ჩამოსხმული პროდუქტების გარემოს ტენიანობის ზრდასთან ერთად, მათი ზედაპირული გამტარობაც იზრდება, რაც აჩქარებს მუხტის გაფანტვას. მაგალითად, როდესაც წყლის შთამნთქმელი პოლიამიდის ფარდობითი ტენიანობა 65%-ზე მეტია, პრაქტიკულად არ არსებობს სტატიკური ელექტროენერგია. პირიქით, როდესაც ფარდობითი ტენიანობა 20%-ზე გაცილებით დაბალია, ზედაპირული მუხტის ბალანსის პრობლემები გარდაუვალია. ამ შემთხვევაში, სტატიკური ელექტროენერგიის ჩასახშობად ერთადერთი ნამდვილად ეფექტური ზომაა გამტარი მატრიცის დამატება მოცულობითი წინაღობის შესამცირებლად.

(2) ჰაერის გამტარობის გაზრდა:ელექტროენერგიის ან რადიოაქტიურობის პრინციპით მომუშავე იონიზატორის გამოყენებით ჰაერის გამტარობის გასაზრდელად, რათა მუხტი სწრაფად გაიფანტოს გარემოს ჰაერში.

(3) ზედაპირის გამტარობის გაზრდა პლასტმასებზე ქიმიური დანამატების (ანტისტატიკური აგენტების) დამატებით ან ზედაპირზე მათი წასმით ზედაპირის გამტარობის გასაზრდელად, რითაც სტატიკური მუხტის გაფანტვა ხდება.

 ანტისტატიკური აგენტების ქიმიური სტრუქტურა

ანტისტატიკური საშუალებები არის დანამატები, რომლებიც ემატება ჩამოსხმის ნაერთებს ან გამოიყენება ჩამოსხმული პროდუქტების ზედაპირზე სტატიკური ელექტროენერგიის დაგროვების შესამცირებლად. ზოგადად, გამოყენების მეთოდის მიხედვით, ანტისტატიკური საშუალებები შეიძლება დაიყოს ორ ძირითად კატეგორიად: შიდა და გარე გამოყენებისთვის.

2.შიდა ანტისტატიკური აგენტები

ჩამოსხმის წინ ან ჩამოსხმის დროს პოლიმერებს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სახით ემატება შინაგანად დამატებული ანტისტატიკური აგენტები. ყველა მათგანს აქვს ზედაპირულად აქტიური მახასიათებლები და შეუძლია ჩამოსხმული ნაწილების ზედაპირზე მიგრაცია და აგრეგირება. ეს დანამატები თავიანთ მოლეკულებში შეიცავს როგორც ჰიდროფილურ, ასევე ჰიდროფობულ ჯგუფებს. ჰიდროფობულ ჯგუფებს აქვთ გარკვეული თავსებადობა პოლიმერთან და შეუძლიათ მისი მოლეკულების პროდუქტის ზედაპირზე მიმაგრება, ხოლო ჰიდროფილური ჯგუფები ფუნქციონირებენ პროდუქტის ზედაპირზე წყლის მოლეკულებთან შეკავშირებით და მათთან გაცვლით. ზედაპირულად აქტიური მახასიათებლების მქონე ანტისტატიკური აგენტების უმეტესობა შეიძლება კლასიფიცირდეს კათიონურ, ანიონურ და არაიონურ ტიპებად.

1.კათიონური ანტისტატიკური აგენტები:ამ ტიპის ანტისტატიკური აგენტის შემთხვევაში, მოლეკულის აქტიური ნაწილი, როგორც წესი, შეიცავს დიდ კათიონურ ჯგუფს და ხშირად გრძელ ალკილის ჯგუფს, როგორიცაა მეოთხეული ამონიუმის მარილები, მეოთხეული სულფონიუმის მარილები ან მეოთხეული სულფონიუმის მარილები. ანიონები, როგორც წესი, წარმოიქმნება კვატერნიზაციის რეაქციების დროს, როგორიცაა ქლორიდები, მეთილ სულფატები და ნიტრატები. კომერციული პროდუქტების ამ კატეგორიაში დომინირებს მეოთხეული ამონიუმის მარილის ანტისტატიკური აგენტები. კათიონური ანტისტატიკური აგენტები ყველაზე ეფექტურია პოლარულ მატრიცებზე (მაგალითად, PVC და სტიროლის პოლიმერები). თუმცა, მათი გამოყენება გარკვეულწილად შეზღუდულია გარკვეული პოლიმერების თერმულ სტაბილურობაზე მათი უარყოფითი ზემოქმედების გამო.

2. ანიონური ანტისტატიკური აგენტები: ამ ტიპის ანტისტატიკური აგენტში მოლეკულის აქტიური ნაწილი ანიონურია. ალკილის სულფონატები, სულფატები, ფოსფატები, დითიოკარბამატები ან კარბოქსილატები, როგორც წესი, დიდი რაოდენობით ანიონებს შეიცავს, ხოლო კათიონები, როგორც წესი, ტუტე ლითონის იონებია და ზოგჯერ ტუტემიწა ლითონის იონები. მაგალითად, ნატრიუმის ალკილის სულფონატი ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში, რადგან ის პოლივინილქლორიდისა და პოლისტიროლის პოლიმერებში დამაკმაყოფილებელ ანტისტატიკურ ეფექტებს აღწევს, მაგრამ მის გამოყენებას პოლიოლეფინებში გარკვეული შეზღუდვები აქვს.

3. არაიონური ანტისტატიკური აგენტებიამ ანტისტატიკურ აგენტებს აქვთ ზედაპირულად აქტიური მოლეკულური ჯგუფი, რომელიც არ არის დამუხტული და აქვს ძალიან დაბალი პოლარობა (ძირითადად პოლიეთილენგლიკოლის ეთერები ან ეთერები, ცხიმოვანი მჟავების ეთერები ან ეთანოლამინები, მონო- ან დიგლიცერიდები და ეთოქსილირებული ცხიმოვანი ამინები). ისინი ძირითადად კომერციულად მიეწოდება სითხეების ან დაბალი დარბილების წერტილის მქონე ცვილების სახით.

ამ დანამატების დაბალი პოლარობა მათ იდეალურ შიდა ანტისტატიკურ აგენტებად აქცევს პოლიეთილენისა და პოლიპროპილენისთვის და ასევე ავლენენ მაღალ თავსებადობას. პოლიეთილენისა და პოლიპროპილენის სხვადასხვა ტიპს აქვს განსხვავებული სიმკვრივე, კრისტალურობა და მიკროსკოპული მოლეკულური სტრუქტურები. ამიტომ, თითოეული ანტისტატიკური აგენტისთვის ოპტიმალური მოლეკულური სტრუქტურის მისაღებად, უნდა დარეგულირდეს ალკილის ჯაჭვის სიგრძე და ნაერთში ჰიდროქსილის ან ეთერის ჯგუფების რაოდენობა. მხოლოდ ამ გზით შეიძლება სასურველი გამოყენების ეფექტის ეფექტურად უზრუნველყოფა. მაგალითად, პოლიპროპილენში გამოყენებული ტიპიური ანტისტატიკური აგენტები ნაკლებად ეფექტურია დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენზე გამოყენებისას და პირიქით.

 გარე საფარის ტიპის ანტისტატიკური აგენტი

გარე ანტისტატიკური საშუალებები ჩამოსხმული ნაწილების ზედაპირზე გამოიყენება წყალხსნარის ან სპირტიანი ხსნარის სახით. გამოყენების განსხვავებული მეთოდების გამო, შიდა ანტისტატიკური საშუალებების სტრუქტურული მოთხოვნები ნაკლებად მნიშვნელოვანი ხდება. ყველა ზედაპირულად აქტიურ ნაერთს, ისევე როგორც ბევრ არაზედაპირულად აქტიურ ჰიგროსკოპიულ ნივთიერებას (როგორიცაა გლიცერინი, პოლიოლები და პოლიეთილენგლიკოლი), სხვადასხვა ხარისხით გააჩნია ანტისტატიკური თვისებები და ამ ნაერთების ეფექტურობაზე გავლენას არ ახდენს მათი თავსებადობა პოლიმერთან ან პოლიმერში მათი მიგრაცია.