Электростатикалық зарядтың пайда болуы

Қатты дененің зарядты тасымалдау қабілеті беттік жағдайларға, диэлектрлік тұрақтыға, беттік кедергіге және қоршаған ортаның салыстырмалы ылғалдылығына байланысты. Оның зарядты тасымалдау қабілеті оның диэлектрлік тұрақтысы мен салыстырмалы ылғалдылығына кері пропорционал және беттік кедергісіне тікелей пропорционал. Заряд белгісі материалға байланысты өзгереді; диэлектрлік тұрақтылары төмен материалдар оң зарядталған.

Оқшаулау қасиеттері статикалық электр тогының жиналуымен байланысты. Көптеген пластмассалардың химиялық құрылымы олардың тамаша оқшаулағыш екенін көрсетеді, бұл оларды радар сияқты жоғары жиілікті жабдықтар үшін маңызды материалдарға айналдырады. Көптеген пластмассалардың беттік өткізгіштігі төмен болғандықтан, олар электр зарядын тез жоя алмайды, бұл пластмассалар мен металдар арасындағы айырмашылық.

Пластикалық бұйымдарды пайдалану кезінде статикалық электр тогы әртүрлі мәселелерді тудыруы және ауыр, тіпті қауіпті салдарға әкелуі мүмкін. Ең көп таралған қауіптерге мыналар жатады: пластикалық беттерде кірдің көп жиналуы; жазбалардың дыбыс сапасына әсер ететін шаңды тартатын статикалық электр тогы; синтетикалық талшықты кілемдерді немесе пластик едендерді пайдаланатын адамдарда жағымсыз «электр тогы соғуы» сезімін тудыратын статикалық электр тогы; қалыпты өндірісті бұзатын пластикалық пленкалар мен парақтар арасындағы статикалық адгезия; және ауа ағынының тасымалдануы кезінде қатты ұнтақтың бір-біріне жиналуы. Статикалық зарядтың көп мөлшерде жиналуынан пайда болған разряд ұшқындары тіпті ауа мен шаңның немесе органикалық еріткіштердің қоспаларын тұтандырып, көптеген жойқын жарылыстардың себебі болуы мүмкін.

Электростатикалық зарядты басу шаралары

(1) Салыстырмалы ылғалдылықтың жоғарылауы: Қалыпталған өнімдердің қоршаған орта ылғалдылығы артқан сайын, олардың беттік өткізгіштігі де артады, осылайша зарядтың таралуын тездетеді. Мысалы, су сіңіретін полиамидтің салыстырмалы ылғалдылығы 65%-дан жоғары болғанда, статикалық электр іс жүзінде болмайды. Керісінше, салыстырмалы ылғалдылық 20%-дан әлдеқайда төмен болғанда, беттік заряд балансының проблемалары сөзсіз болады. Бұл жағдайда статикалық электрді басудың жалғыз тиімді шарасы - көлемдік кедергіні азайту үшін өткізгіш матрицаны қосу.

(2) Ауа өткізгіштігін арттырыңыз:ауа өткізгіштігін арттыру үшін электр немесе радиоактивтілік принципі бойынша жұмыс істейтін ионизаторды пайдалану арқылы, осылайша заряд қоршаған ауаға тез таралады.

(3) Пластмассаға химиялық қоспаларды (антистатикалық агенттер) қосу немесе оларды бетіне жағу арқылы беттік өткізгіштікті арттырыңыз, осылайша статикалық зарядты сейілтіңіз.

 Антистатикалық агенттердің химиялық құрылымы

Антистатикалық агенттер - статикалық электр тогының жиналуын азайту үшін қалыптау қосылыстарына қосылатын немесе қалыпталған өнімдердің бетіне жағылатын қоспалар. Жалпы, қолдану әдісіне байланысты антистатикалық агенттерді екі негізгі санатқа бөлуге болады: ішкі және сыртқы қолдану.

2.Ішкі антистатикалық агенттер

Ішке қосылған антистатикалық агенттер полимерлерге қалыптау алдында немесе қалыптау кезінде беттік белсенді заттар ретінде қосылады. Олардың барлығы беттік белсенді сипаттамаларға ие және қалыпталған бөлшектердің бетінде миграцияланып, агрегациялануы мүмкін. Бұл қоспалардың молекулаларында гидрофильді және гидрофобты топтардың екеуі де бар. Гидрофобты топтар полимермен белгілі бір үйлесімділікке ие және оның молекулаларының өнім бетіне жабысуына әкелуі мүмкін, ал гидрофильді топтар өнім бетінде су молекулаларымен байланысу және алмасу арқылы жұмыс істейді. Беттік белсенді сипаттамалары бар антистатикалық агенттердің көпшілігін катиондық, аниондық және бейиондық түрлерге жіктеуге болады.

1.Катионды антистатикалық агенттер:Антистатикалық агенттің бұл түрінде молекуланың белсенді бөлігінде әдетте үлкен катиондық топ және көбінесе ұзын алкил тобы болады, мысалы, төрттік аммоний тұздары, төрттік сульфоний тұздары немесе төрттік сульфоний тұздары. Аниондар әдетте хлоридтер, метилсульфаттар және нитраттар сияқты төрттіктену реакциялары кезінде түзіледі. Төрттік аммоний тұзының антистатикалық агенттері коммерциялық өнімдердің бұл санатында басым. Катиондық антистатикалық агенттер полярлық матрицаларда (мысалы, ПВХ және стирол полимерлері) ең тиімді. Дегенмен, оларды қолдану белгілі бір полимерлердің термиялық тұрақтылығына теріс әсер етуіне байланысты біршама шектеулі.

2. Аниондық антистатикалық агенттер: Антистатикалық агенттің бұл түрінде молекуланың белсенді бөлігі аниондық болып табылады. Алкилсульфонаттар, сульфаттар, фосфаттар, дитиокарбаматтар немесе карбоксилаттар әдетте көптеген аниондарды тасымалдайды, ал катиондар әдетте сілтілік металл иондары, ал кейде сілтілік жер металл иондары болып табылады. Мысалы, натрий алкилсульфонаты өнеркәсіпте кеңінен қолданылады, себебі ол поливинилхлорид пен полистирол полимерлерінде қанағаттанарлық антистатикалық әсерге қол жеткізеді, бірақ оны полиолефиндерде қолданудың белгілі бір шектеулері бар.

3. Иондық емес антистатикалық заттарБұл антистатикалық агенттердің зарядталмаған және полярлығы өте төмен беттік белсенді молекулалық тобы бар (негізінен полиэтиленгликоль эфирлері немесе эфирлері, май қышқылдарының эфирлері немесе этаноламиндер, моно- немесе диглицеридтер және этоксилденген майлы аминдер). Олар негізінен коммерциялық мақсатта сұйықтықтар немесе жұмсарту температурасы төмен балауыздар түрінде жеткізіледі.

Бұл қоспалардың төмен полярлығы оларды полиэтилен мен полипропилен үшін өте қолайлы ішкі антистатикалық агенттерге айналдырады, сонымен қатар олар жоғары үйлесімділікке ие. Полиэтилен мен полипропиленнің әртүрлі түрлерінің тығыздығы, кристалдылығы және микроскопиялық молекулалық құрылымдары әртүрлі. Сондықтан әрбір антистатикалық агент үшін оңтайлы молекулалық құрылымды алу үшін алкил тізбегінің ұзындығын және қосылыстағы гидроксил немесе эфир топтарының санын реттеу қажет. Тек осылай ғана қажетті қолдану әсерін тиімді қамтамасыз етуге болады. Мысалы, полипропиленде қолданылатын типтік антистатикалық агенттер төмен тығыздықты полиэтиленге қолданған кезде тиімділігі төмен болады және керісінше.

 Сыртқы жабын түріндегі антистатикалық агент

Сыртқы антистатикалық агенттер қалыпталған бөлшектердің бетіне сулы немесе спиртті ерітінді түрінде жағылады. Қолдану әдістерінің әртүрлілігіне байланысты ішкі антистатикалық агенттерде көрсетілген құрылымдық талаптардың маңызы азаяды. Барлық беттік белсенді қосылыстар, сондай-ақ көптеген беттік белсенді емес гигроскопиялық заттар (мысалы, глицерин, полиолдар және полиэтиленгликоль) әртүрлі дәрежеде антистатикалық қасиеттерге ие, және бұл қосылыстардың тиімділігі олардың полимермен үйлесімділігіне немесе полимер ішіндегі миграциясына әсер етпейді.