Электростатик цэнэгийн үүсэлт

Хатуу биетийн цэнэг тээвэрлэх чадвар нь гадаргуугийн нөхцөл, диэлектрик тогтмол, гадаргуугийн эсэргүүцэл болон хүрээлэн буй орчны харьцангуй чийгшлээс хамаарна. Цэнэг тээвэрлэх чадвар нь түүний диэлектрик тогтмол ба харьцангуй чийгшилтэй урвуу хамааралтай бөгөөд гадаргуугийн эсэргүүцэлтэй нь шууд хамааралтай байдаг. Цэнэгийн тэмдэг нь материалаас хамааран харилцан адилгүй байдаг; бага диэлектрик тогтмолтой материалууд эерэг цэнэгтэй байдаг.

Дулаан тусгаарлах шинж чанар нь статик цахилгаан хуримтлагдахтай холбоотой. Ихэнх хуванцаруудын химийн бүтэц нь тэдгээрийг маш сайн тусгаарлагч болохыг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь радар гэх мэт өндөр давтамжийн тоног төхөөрөмжийн зайлшгүй шаардлагатай материал болгодог. Ихэнх хуванцарууд нь гадаргуугийн цахилгаан дамжуулах чанар багатай тул цахилгаан цэнэгийг хурдан арилгаж чаддаггүй бөгөөд энэ нь хуванцар болон металлын хоорондох ялгаа юм.

Хуванцар бүтээгдэхүүнийг ашиглах явцад статик цахилгаан нь янз бүрийн асуудал үүсгэж, ноцтой, бүр аюултай үр дагаварт хүргэж болзошгүй. Хамгийн түгээмэл аюулд дараахь зүйлс орно: хуванцар гадаргуу дээр их хэмжээний шороо хуримтлагдах; тоос шороо татах статик цахилгаан нь бичлэгийн дууны чанарт нөлөөлдөг; синтетик шилэн хивс эсвэл хуванцар шал хэрэглэдэг хүмүүст таагүй "цахилгаан цочрол" мэдрэмжийг үүсгэдэг статик цахилгаан; хуванцар хальс болон хуудасны хоорондох статик наалдац нь хэвийн үйлдвэрлэлийг алдагдуулдаг; мөн агаарын урсгалын тээвэрлэлтийн үед хатуу нунтаг хоорондоо наалддаг. Статик цэнэгийн их хэмжээний хуримтлалаас үүссэн ялгадас нь агаар, тоос шороо эсвэл органик уусгагчийн холимогийг асааж, олон тооны хор хөнөөлтэй дэлбэрэлтийн шалтгаан болдог.

Электростатик цэнэгийг дарах арга хэмжээ

(1) Харьцангуй чийгшил нэмэгдэх: Хэвлэсэн бүтээгдэхүүний орчны чийгшил нэмэгдэхийн хэрээр тэдгээрийн гадаргуугийн дамжуулах чанар мөн нэмэгдэж, улмаар цэнэгийн тархалтыг хурдасгадаг. Жишээлбэл, ус шингээдэг полиамидын харьцангуй чийгшил 65%-иас дээш байх үед статик цахилгаан бараг байхгүй. Үүний эсрэгээр, харьцангуй чийгшил 20%-иас хамаагүй бага байх үед гадаргуугийн цэнэгийн тэнцвэрийн асуудал зайлшгүй гардаг. Энэ тохиолдолд статик цахилгааныг дарах цорын ганц үр дүнтэй арга хэмжээ бол эзэлхүүний эсэргүүцлийг бууруулахын тулд дамжуулагч матриц нэмэх явдал юм.

(2) Агаарын дамжуулах чадварыг нэмэгдүүлэх:агаарын дамжуулах чадварыг нэмэгдүүлэхийн тулд цахилгаан эсвэл цацраг идэвхт байдлын зарчим дээр ажилладаг ионжуулагчийг ашиглан цэнэгийг орчны агаарт хурдан тарааж болно.

(3) Хуванцарт химийн нэмэлт (антистатик бодис) нэмэх эсвэл гадаргуугийн дамжуулах чадварыг нэмэгдүүлэхийн тулд гадаргуу дээр түрхэж, улмаар статик цэнэгийг арилгана.

 Антистатик бодисын химийн бүтэц

Статик цахилгаан хуримтлалыг бууруулахын тулд хэвний нэгдлүүдэд нэмэх эсвэл хэвэнд хийсэн бүтээгдэхүүний гадаргуу дээр түрхдэг нэмэлт бодисууд нь статик цахилгаан хуримтлалыг бууруулдаг. Ерөнхийдөө хэрэглээний аргаас хамааран статик эсрэг бодисыг дотоод болон гадаад гэсэн хоёр үндсэн ангилалд хувааж болно.

2.Дотоод статик эсрэг бодисууд

Полимерүүдэд хэвэнд оруулахаас өмнө эсвэл хэвэнд оруулах явцад гадаргуугийн идэвхт бодис болгон дотор нь нэмсэн антистатик бодисуудыг нэмдэг. Эдгээр нь бүгд гадаргуугийн идэвхт шинж чанартай бөгөөд хэвэнд оруулсан эд ангийн гадаргуу дээр шилжиж, хуримтлагдах боломжтой. Эдгээр нэмэлтүүд нь молекулууддаа гидрофил болон гидрофобик бүлгүүдийг агуулдаг. Гидрофобик бүлгүүд нь полимертэй тодорхой нийцтэй бөгөөд түүний молекулуудыг бүтээгдэхүүний гадаргуу дээр наалдуулахад хүргэдэг бол гидрофилийн бүлгүүд нь бүтээгдэхүүний гадаргуу дээр усны молекулуудтай холбогдож, солилцох замаар үйлчилдэг. Гадаргуугийн идэвхт шинж чанартай ихэнх антистатик бодисыг катион, анион болон ион бус төрөлд ангилж болно.

1.Катион антистатик бодисууд:Энэ төрлийн антистатик бодисын молекулын идэвхтэй хэсэг нь ихэвчлэн том катион бүлэг, ихэвчлэн урт алкил бүлэг агуулдаг, тухайлбал дөрөвдөгч аммонийн давс, дөрөвдөгч сульфонийн давс, эсвэл дөрөвдөгч сульфонийн давс. Анионууд нь ерөнхийдөө хлорид, метил сульфат, нитрат зэрэг дөрөвдөгчлөх урвалын үед үүсдэг. Дөрөвдөгч аммонийн давсны антистатик бодисууд нь энэ ангиллын арилжааны бүтээгдэхүүнүүдэд давамгайлдаг. Катион антистатик бодисууд нь туйлын матрицууд (жишээлбэл, PVC болон стирол полимер) дээр хамгийн үр дүнтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч зарим полимерүүдийн дулааны тогтвортой байдалд сөргөөр нөлөөлдөг тул тэдгээрийн хэрэглээ нэлээд хязгаарлагдмал байдаг.

2. Анионик антистатик бодисууд: Энэ төрлийн антистатик бодисын молекулын идэвхтэй хэсэг нь анионик юм. Алкил сульфонат, сульфат, фосфат, дитиокарбамат эсвэл карбоксилат нь ихэвчлэн олон тооны анион агуулдаг бол катионууд нь ихэвчлэн шүлтлэг металлын ионууд, заримдаа шүлтлэг шороон металлын ионууд байдаг. Жишээлбэл, натрийн алкил сульфонат нь поливинил хлорид болон полистирол полимерүүдэд хангалттай антистатик нөлөө үзүүлдэг тул үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг боловч полиолефинд хэрэглэхэд тодорхой хязгаарлалтууд байдаг.

3. Ион бус антистатик бодисуудЭдгээр антистатик бодисууд нь цэнэггүй, туйлшрал багатай гадаргуугийн идэвхтэй молекулын бүлэгтэй (голчлон полиэтилен гликолийн эфир эсвэл эфир, тосны хүчлийн эфир эсвэл этаноламин, моно- эсвэл диглицерид, этоксилжүүлсэн тосны аминууд). Тэдгээрийг ихэвчлэн шингэн эсвэл бага зөөлрүүлэх цэгтэй лав хэлбэрээр худалдаанд гаргадаг.

Эдгээр нэмэлтүүдийн бага туйлшрал нь тэдгээрийг полиэтилен болон полипропиленийн хувьд хамгийн тохиромжтой дотоод антистатик бодис болгодог бөгөөд тэдгээр нь өндөр нийцтэй байдлыг харуулдаг. Полиэтилен болон полипропиленийн янз бүрийн төрлүүд нь нягтрал, талст чанар, микроскопийн молекулын бүтэцээрээ ялгаатай байдаг. Тиймээс антистатик бодис бүрийн оновчтой молекулын бүтцийг олж авахын тулд алкил гинжин хэлхээний урт болон нэгдэл дэх гидроксил эсвэл эфирийн бүлгийн тоог тохируулах шаардлагатай. Зөвхөн ийм аргаар л хүссэн хэрэглээний үр нөлөөг үр дүнтэй хангах боломжтой. Жишээлбэл, полипропиленд хэрэглэдэг ердийн антистатик бодисууд нь бага нягтралтай полиэтилен дээр хэрэглэхэд үр дүн багатай байдаг ба эсрэгээрээ.

 Гадна бүрхүүлийн төрлийн антистатик бодис

Гадны антистатик бодисыг хэвлэсэн эд ангийн гадаргуу дээр усан эсвэл спиртийн уусмал хэлбэрээр түрхдэг. Хэрэглэх аргууд өөр өөр байдаг тул дотоод антистатик бодисуудад дурдсан бүтцийн шаардлагууд нь чухал биш болдог. Бүх гадаргуугийн идэвхтэй нэгдлүүд, түүнчлэн гадаргуугийн идэвхгүй олон гигроскопик бодисууд (глицерин, полиол, полиэтилен гликол гэх мэт) нь янз бүрийн түвшинд антистатик шинж чанартай байдаг бөгөөд эдгээр нэгдлүүдийн үр нөлөө нь полимертэй нийцэх эсэх эсвэл полимер дотор шилжих хөдөлгөөнөөс хамаардаггүй.