Elektrostatinio krūvio generavimas

Kietosios medžiagos gebėjimas nešti krūvį priklauso nuo paviršiaus sąlygų, dielektrinės konstantos, paviršiaus varžos ir aplinkos santykinės drėgmės. Jos gebėjimas nešti krūvį yra atvirkščiai proporcingas jos dielektrinei konstantai ir santykinei drėgmei ir tiesiogiai proporcingas jos paviršiaus varžai. Krūvio ženklas kinta priklausomai nuo medžiagos; medžiagos, kurių dielektrinė konstanta yra mažesnė, yra teigiamai įkrautos.

Izoliacinės savybės yra susijusios su statinės elektros kaupimusi. Daugelio plastikų cheminė struktūra rodo, kad jie yra puikūs izoliatoriai, todėl jie yra būtinos medžiagos aukšto dažnio įrangai, pavyzdžiui, radarams. Kadangi dauguma plastikų turi mažą paviršiaus laidumą, jie negali greitai išsklaidyti elektros krūvio – tai skirtumas tarp plastikų ir metalų.

Naudojant plastikinius gaminius, statinė elektra gali sukelti įvairių problemų ir rimtų, net pavojingų pasekmių. Dažniausi pavojai yra šie: didelis nešvarumų kaupimasis ant plastikinių paviršių; statinė elektra, pritraukianti dulkes, kurios paveikia plokštelių garso kokybę; statinė elektra, sukelianti nemalonų „elektros smūgio“ pojūtį žmonėms, naudojantiems sintetinio pluošto kilimus ar plastikines grindis; statinis sukibimas tarp plastikinių plėvelių ir lakštų, sutrikdantis įprastą gamybą; ir kietų miltelių sulipimas oro srauto metu. Dėl didelio statinio krūvio susikaupimo susidariusios išlydžio kibirkštys gali uždegti net oro ir dulkių ar organinių tirpiklių mišinius, tapdamos daugelio destruktyvių sprogimų priežastimi.

Elektrostatinio krūvio slopinimo priemonės

(1) Santykinės oro drėgmės didinimas: Didėjant liejamų gaminių aplinkos drėgmei, didėja ir jų paviršiaus laidumas, todėl spartėja krūvio išsisklaidymas. Pavyzdžiui, kai vandenį sugeriančio poliamido santykinė oro drėgmė yra didesnė nei 65 %, statinės elektros praktiškai nėra. Ir atvirkščiai, kai santykinė oro drėgmė yra daug mažesnė nei 20 %, paviršiaus krūvio balanso problemos neišvengiamos. Tokiu atveju vienintelė tikrai veiksminga priemonė statinei elektrai slopinti yra pridėti laidžios matricos, kad sumažėtų tūrinė varža.

(2) Padidinkite oro laidumą:naudojant jonizatorių, veikiantį elektros arba radioaktyvumo principu, siekiant padidinti oro laidumą, kad krūvis greitai išsisklaidytų aplinkos ore.

(3) Padidinkite paviršiaus laidumą į plastiką įpildami cheminių priedų (antistatinių medžiagų) arba užtepdami juos ant paviršiaus, kad padidėtų paviršiaus laidumas ir taip išsklaidytų statinį krūvį.

 Antistatinių medžiagų cheminė struktūra

Antistatinės medžiagos yra priedai, kurie dedami į liejimo mišinius arba tepami ant liejamų gaminių paviršiaus, siekiant sumažinti statinės elektros kaupimąsi. Paprastai, atsižvelgiant į naudojimo būdą, antistatines medžiagas galima suskirstyti į dvi pagrindines kategorijas: vidinio ir išorinio naudojimo.

2.Vidiniai antistatiniai agentai

Viduje pridedamos antistatinės medžiagos dedamos į polimerus kaip paviršinio aktyvumo medžiagos prieš liejimą arba jo metu. Visos jos pasižymi paviršinio aktyvumo savybėmis ir gali migruoti bei kauptis liejamų detalių paviršiuje. Šių priedų molekulėse yra ir hidrofilinių, ir hidrofobinių grupių. Hidrofobinės grupės yra tam tikru mastu suderinamos su polimeru ir gali sukelti jo molekulių prilipimą prie gaminio paviršiaus, o hidrofilinės grupės veikia jungdamosi ir keisdamosi vandens molekulėmis ant gaminio paviršiaus. Dauguma antistatinių medžiagų, turinčių paviršinio aktyvumo savybių, gali būti skirstomos į katijonines, anijonines ir nejonines.

1.Katijoninės antistatinės medžiagos:Šio tipo antistatikoje aktyvioji molekulės dalis paprastai turi didelę katijoninę grupę ir dažnai ilgą alkilo grupę, pavyzdžiui, ketvirtines amonio druskas, ketvirtines sulfonio druskas arba ketvirtines sulfonio druskas. Anijonai paprastai susidaro kvaternizacijos reakcijų metu, pavyzdžiui, chloridai, metilsulfatai ir nitratai. Ketvirtinės amonio druskos antistatikai dominuoja šioje komercinių produktų kategorijoje. Katijoninės antistatikos priemonės yra veiksmingiausios polinėse matricose (pvz., PVC ir stireno polimeruose). Tačiau jų naudojimas yra šiek tiek ribotas dėl neigiamo poveikio tam tikrų polimerų terminiam stabilumui.

2. Anijoninės antistatinės medžiagos: Šio tipo antistatinėse medžiagose aktyvioji molekulės dalis yra anijoninė. Alkilsulfonatai, sulfatai, fosfatai, ditiokarbamatai arba karboksilatai paprastai turi daug anijonų, o katijonai paprastai yra šarminių metalų jonai, o kartais ir šarminių žemių metalų jonai. Pavyzdžiui, natrio alkilsulfonatas plačiai naudojamas pramonėje, nes jis pasiekia patenkinamą antistatinį poveikį polivinilchlorido ir polistireno polimeruose, tačiau jo taikymas poliolefinuose turi tam tikrų apribojimų.

3. Nejoninės antistatinės medžiagosŠie antistatikai turi neįkrautą ir labai mažo poliškumo paviršinio aktyvumo molekulinę grupę (daugiausia polietilenglikolio esteriai arba eteriai, riebalų rūgščių esteriai arba etanolaminai, mono- arba digliceridai ir etoksilinti riebalų aminai). Jie dažniausiai tiekiami komerciniais tikslais kaip skysčiai arba žemos minkštėjimo temperatūros vaškai.

Dėl mažo šių priedų poliškumo jie idealiai tinka kaip vidiniai antistatikai polietilenui ir polipropilenui, be to, jie pasižymi dideliu suderinamumu. Skirtingi polietileno ir polipropileno tipai pasižymi skirtingu tankiu, kristališkumu ir mikroskopinėmis molekulinėmis struktūromis. Todėl norint gauti optimalią kiekvieno antistatiko molekulinę struktūrą, reikia reguliuoti alkilo grandinės ilgį ir hidroksilo arba eterio grupių skaičių junginyje. Tik tokiu būdu galima efektyviai užtikrinti norimą panaudojimo efektą. Pavyzdžiui, tipiniai antistatikai, naudojami polipropilenui, yra mažiau veiksmingi, kai naudojami mažo tankio polietilenui, ir atvirkščiai.

 Išorinės dangos tipas – antistatinė medžiaga

Išorinės antistatinės medžiagos ant liejamų detalių paviršiaus tepamos vandeninio arba alkoholinio tirpalo pavidalu. Dėl skirtingų tepimo būdų vidinių antistatinių medžiagų struktūriniai reikalavimai tampa mažiau svarbūs. Visi paviršinio aktyvumo junginiai, taip pat daugelis ne paviršinio aktyvumo higroskopinių medžiagų (pvz., glicerinas, polioliai ir polietilenglikolis), turi įvairaus laipsnio antistatines savybes, o šių junginių veiksmingumui neturi įtakos jų suderinamumas su polimeru ar jų migracija polimere.