Генерирање на електростатско полнење

Способноста на цврста материја да носи полнеж зависи од површинските услови, диелектричната константа, површинската отпорност и релативната влажност на околната средина. Нејзината способност да носи полнеж е обратно пропорционална на нејзината диелектрична константа и релативната влажност, и директно пропорционална на нејзината површинска отпорност. Знакот на полнежот варира во зависност од материјалот; материјалите со пониски диелектрични константи се позитивно наелектризирани.

Изолациските својства се поврзани со натрупувањето на статички електрицитет. Хемиската структура на повеќето пластики открива дека се одлични изолатори, што ги прави неопходни материјали за високофреквентна опрема како што е радарот. Бидејќи повеќето пластики имаат ниска површинска спроводливост, тие не можат брзо да го распрснат електричниот полнеж, што е разликата помеѓу пластиката и металите.

За време на употребата на пластични производи, статичкиот електрицитет може да предизвика разни проблеми и да доведе до сериозни, дури и опасни последици. Најчестите опасности вклучуваат: сериозно натрупување на нечистотија на пластичните површини; статички електрицитет што привлекува прашина што влијае на квалитетот на звукот на плочите; статички електрицитет што предизвикува непријатно чувство на „електричен шок“ кај луѓето што користат теписи од синтетички влакна или пластични подови; статичко лепење помеѓу пластичните филмови и листови, што го нарушува нормалното производство; и згрутчување на цврст прав за време на транспортот на воздух. Искрите генерирани од големи акумулации на статички полнеж можат дури и да запалат мешавини од воздух и прашина или органски растворувачи, станувајќи причина за многу деструктивни експлозии.

Мерки за сузбивање на електростатското полнење

(1) Зголемување на релативната влажност: Како што се зголемува влажноста на околината на леаните производи, се зголемува и нивната површинска спроводливост, со што се забрзува дисипацијата на полнежот. На пример, кога релативната влажност на полиамид што апсорбира вода е поголема од 65%, практично нема статички електрицитет. Обратно, кога релативната влажност е многу пониска од 20%, проблемите со балансот на површинскиот полнеж се неизбежни. Во овој случај, единствената навистина ефикасна мерка за потиснување на статичкиот електрицитет е да се додаде спроводлива матрица за да се намали волуменската отпорност.

(2) Зголемување на спроводливоста на воздухот:со користење на јонизатор кој работи на принципот на електрична енергија или радиоактивност за зголемување на спроводливоста на воздухот, така што полнежот може брзо да се дисипира во амбиенталниот воздух.

(3) Зголемете ја површинската спроводливост со додавање хемиски адитиви (антистатички агенси) на пластиката или нивно нанесување на површината за да ја зголемите површинската спроводливост, со што ќе го отстраните статичкиот полнеж.

 Хемиска структура на антистатички агенси

Антистатичките агенси се адитиви што се додаваат во соединенијата за ликење или се нанесуваат на површината на ликовите производи за да се намали насобирањето на статички електрицитет. Општо земено, врз основа на методот на нанесување, антистатичките агенси можат да се поделат во две главни категории: внатрешна и надворешна употреба.

2.Внатрешни антистатички агенси

Внатрешно додадените антистатички агенси се додаваат на полимерите како површински активни супстанции пред или за време на леењето. Сите тие поседуваат површински активни карактеристики и можат да мигрираат и агрегираат на површината на леаните делови. Овие адитиви содржат и хидрофилни и хидрофобни групи во своите молекули. Хидрофобните групи имаат одредена компатибилност со полимерот и можат да предизвикаат неговите молекули да се лепат на површината на производот, додека хидрофилните групи функционираат со врзување и размена со молекули на вода на површината на производот. Повеќето антистатички агенси со површински активни карактеристики можат да се класифицираат во катјонски, анјонски и нејонски типови.

1.Катјонски антистатички агенси:Кај овој тип на антистатички агенс, активниот дел од молекулата обично содржи голема катјонска група и често долга алкилна група, како што се кватернерни амониумови соли, кватернерни сулфониумови соли или кватернерни сулфониумови соли. Анјоните генерално се формираат за време на реакциите на кватернизација, како што се хлориди, метил сулфати и нитрати. Антистатичките агенси со кватернерни амониумови соли доминираат во оваа категорија на комерцијални производи. Катјонските антистатички агенси се најефикасни на поларни матрици (како што се ПВЦ и стиренски полимери). Сепак, нивната употреба е донекаде ограничена поради нивните негативни ефекти врз термичката стабилност на одредени полимери.

2. Анјонски антистатички агенси: Кај овој тип на антистатички агенс, активниот дел од молекулата е анјонски. Алкил сулфонати, сулфати, фосфати, дитиокарбамати или карбоксилати обично носат голем број анјони, додека катјоните се обично јони на алкални метали, а понекогаш и јони на земноалкални метали. На пример, натриум алкил сулфонатот е широко користен во индустријата бидејќи постигнува задоволителни антистатички ефекти кај поливинил хлорид и полистиренски полимери, но неговата примена кај полиолефините има одредени ограничувања.

3. Нејонски антистатички агенсиОвие антистатички агенси имаат површински активна молекуларна група која е ненаелектризирана и има многу низок поларитет (главно естри или етери на полиетилен гликол, естри на масни киселини или етаноламини, моно- или диглицериди и етоксилирани масни амини). Тие најчесто се испорачуваат комерцијално како течности или восоци со ниска точка на омекнување.

Ниската поларност на овие адитиви ги прави идеални внатрешни антистатички агенси за полиетилен и полипропилен, а тие исто така покажуваат висока компатибилност. Различните видови полиетилен и полипропилен имаат различна густина, кристалност и микроскопски молекуларни структури. Затоа, за да се добие оптимална молекуларна структура за секој антистатички агенс, должината на алкилниот синџир и бројот на хидроксилни или етерски групи во соединението мора да се прилагодат. Само на овој начин може ефикасно да се обезбеди посакуваниот ефект на примена. На пример, типичните антистатички агенси што се користат во полипропилен се помалку ефикасни кога се применуваат на полиетилен со ниска густина и обратно.

 Антистатички агенс од типот на надворешен слој

Надворешните антистатички средства се нанесуваат на површината на обликуваните делови во форма на воден или алкохолен раствор. Поради различните методи на примена, структурните барања споменати кај внатрешните антистатички средства стануваат помалку важни. Сите површински активни соединенија, како и многу неповршински активни хигроскопски супстанции (како што се глицерин, полиоли и полиетилен гликол), поседуваат антистатички својства во различен степен, а ефикасноста на овие соединенија не е засегната од нивната компатибилност со полимерот или нивната миграција во рамките на полимерот.