Gjenerimi i ngarkesës elektrostatike

Aftësia e një trupi të ngurtë për të mbajtur një ngarkesë varet nga kushtet sipërfaqësore, konstantja dielektrike, rezistenca sipërfaqësore dhe lagështia relative e mjedisit përreth. Aftësia e tij për të mbajtur një ngarkesë është në përpjesëtim të zhdrejtë me konstanten dielektrike dhe lagështinë relative të tij, dhe drejtpërdrejt në përpjesëtim me rezistencën sipërfaqësore të tij. Shenja e ngarkesës ndryshon në varësi të materialit; materialet me konstante dielektrike më të ulëta janë të ngarkuara pozitivisht.

Vetitë izoluese lidhen me grumbullimin e energjisë elektrike statike. Struktura kimike e shumicës së plastikës tregon se ato janë izolatorë të shkëlqyer, duke i bërë ato materiale thelbësore për pajisjet me frekuencë të lartë, siç është radari. Meqenëse shumica e plastikës kanë përçueshmëri të ulët sipërfaqësore, ato nuk mund ta shpërndajnë shpejt ngarkesën elektrike, një ndryshim midis plastikës dhe metaleve.

Gjatë përdorimit të produkteve plastike, elektriciteti statik mund të shkaktojë probleme të ndryshme dhe të çojë në pasoja serioze, madje edhe të rrezikshme. Rreziqet më të zakonshme përfshijnë: grumbullim të madh të papastërtisë në sipërfaqet plastike; elektricitet statik që tërheq pluhur që ndikon në cilësinë e zërit të disqeve; elektricitet statik që shkakton një ndjesi të pakëndshme "goditjeje elektrike" tek njerëzit që përdorin qilima me fibra sintetike ose dysheme plastike; ngjitje statike midis filmave dhe fletëve plastike, duke prishur prodhimin normal; dhe pluhur të ngurtë që grumbullohet së bashku gjatë transportit të rrjedhës së ajrit. Shkëndijat e shkarkimit të gjeneruara nga akumulime të mëdha të ngarkesës statike mund të ndezin edhe përzierje ajri dhe pluhuri ose tretës organikë, duke u bërë shkak i shumë shpërthimeve shkatërruese.

Masat për të shtypur ngarkesën elektrostatike

(1) Rritja e lagështisë relative: Ndërsa lagështia e ambientit të produkteve të derdhura rritet, përçueshmëria e tyre sipërfaqësore rritet gjithashtu, duke përshpejtuar kështu shpërndarjen e ngarkesës. Për shembull, kur lagështia relative e poliamidit që thith ujin është më e lartë se 65%, praktikisht nuk ka elektricitet statik. Anasjelltas, kur lagështia relative është shumë më e ulët se 20%, problemet e ekuilibrit të ngarkesës sipërfaqësore janë të pashmangshme. Në këtë rast, e vetmja masë vërtet efektive për të shtypur elektricitetin statik është shtimi i një matrice përçuese për të zvogëluar rezistencën e vëllimit.

(2) Rritja e përçueshmërisë së ajrit:duke përdorur një jonizues që punon në parimin e energjisë elektrike ose radioaktivitetit për të rritur përçueshmërinë e ajrit, në mënyrë që ngarkesa të shpërndahet shpejt në ajrin e ambientit.

(3) Rritni përçueshmërinë sipërfaqësore duke shtuar aditivë kimikë (agjentë antistatikë) në plastikë ose duke i aplikuar ato në sipërfaqe për të rritur përçueshmërinë sipërfaqësore, duke shpërndarë kështu ngarkesën statike.

 Struktura Kimike e Agjentëve Antistatikë

Agjentët antistatikë janë aditivë që shtohen në përbërjet e derdhura ose aplikohen në sipërfaqen e produkteve të derdhura për të zvogëluar grumbullimin e elektricitetit statik. Në përgjithësi, bazuar në metodën e aplikimit, agjentët antistatikë mund të ndahen në dy kategori kryesore: aplikim i brendshëm dhe i jashtëm.

2.Agjentë të brendshëm antistatikë

Agjentët antistatikë të shtuar nga brenda u shtohen polimerëve si surfaktantë para ose gjatë derdhjes. Të gjithë ata kanë karakteristika sipërfaqësore aktive dhe mund të migrojnë dhe grumbullohen në sipërfaqen e pjesëve të derdhura. Këta aditivë përmbajnë grupe hidrofile dhe hidrofobike në molekulat e tyre. Grupet hidrofobike kanë një përputhshmëri të caktuar me polimerin dhe mund të shkaktojnë që molekulat e tij të ngjiten në sipërfaqen e produktit, ndërsa grupet hidrofile funksionojnë duke u lidhur dhe shkëmbyer me molekulat e ujit në sipërfaqen e produktit. Shumica e agjentëve antistatikë me karakteristika sipërfaqësore aktive mund të klasifikohen në lloje kationike, anionike dhe jojonike.

1.Agjentë antistatikë kationikë:Në këtë lloj agjenti antistatik, pjesa aktive e molekulës zakonisht përmban një grup të madh kationik dhe shpesh një grup të gjatë alkil, siç janë kripërat e amonit kuaternar, kripërat e sulfoniumit kuaternar ose kripërat e sulfoniumit kuaternar. Anionet formohen përgjithësisht gjatë reaksioneve të kuaternizimit, siç janë kloruret, sulfatet e metilit dhe nitratet. Agjentët antistatikë të kripërave të amonit kuaternar dominojnë këtë kategori të produkteve komerciale. Agjentët antistatikë kationikë janë më efektivë në matricat polare (si polimerët PVC dhe stiren). Megjithatë, përdorimi i tyre është disi i kufizuar për shkak të efekteve të tyre negative në stabilitetin termik të polimereve të caktuara.

2. Agjentët Antistatikë Anionikë: Në këtë lloj agjenti antistatik, pjesa aktive e molekulës është anionike. Sulfonatet alkil, sulfatet, fosfatet, ditiokarbamatet ose karboksilatet zakonisht mbajnë një numër të madh anionesh, ndërsa kationet janë zakonisht jone metalesh alkali dhe ndonjëherë jone metalesh alkali-tokësore. Për shembull, alkil sulfonati i natriumit përdoret gjerësisht në industri sepse arrin efekte të kënaqshme antistatike në polimeret e klorurit të polivinilit dhe polistirenit, por zbatimi i tij në poliolefina ka kufizime të caktuara.

3. Agjentë antistatikë jojonikëKëta agjentë antistatikë kanë një grup molekular sipërfaqësor aktiv që është i pangarkuar dhe ka polaritet shumë të ulët (kryesisht estere ose etere të polietilenglikolit, estere të acideve yndyrore ose etanolamina, mono- ose digliceride dhe amina yndyrore etoksiluara). Ato furnizohen kryesisht komercialisht si lëngje ose dyllë me pikë të ulët zbutjeje.

Polariteti i ulët i këtyre aditivëve i bën ato agjentë idealë antistatikë të brendshëm për polietilenin dhe polipropilenin, dhe ato gjithashtu shfaqin përputhshmëri të lartë. Llojet e ndryshme të polietilenit dhe polipropilenit kanë dendësi, kristalinitet dhe struktura molekulare mikroskopike të ndryshme. Prandaj, për të marrë strukturën optimale molekulare për secilin agjent antistatik, duhet të rregullohet gjatësia e zinxhirit alkil dhe numri i grupeve hidroksil ose eter në përbërje. Vetëm në këtë mënyrë mund të sigurohet në mënyrë efektive efekti i dëshiruar i aplikimit. Për shembull, agjentët tipikë antistatikë të përdorur në polipropilen janë më pak efektivë kur aplikohen në polietilenin me dendësi të ulët dhe anasjelltas.

 Agjent antistatik i tipit të veshjes së jashtme

Agjentët antistatikë të jashtëm aplikohen në sipërfaqen e pjesëve të derdhura në formën e një tretësire ujore ose alkoolike. Për shkak të metodave të ndryshme të aplikimit, kërkesat strukturore të përmendura në agjentët antistatikë të brendshëm bëhen më pak të rëndësishme. Të gjitha përbërjet sipërfaqësore aktive, si dhe shumë substanca higroskopike jo-sipërfaqësore aktive (si glicerina, poliolet dhe polietilen glikoli), posedojnë veti antistatike në shkallë të ndryshme, dhe efektiviteti i këtyre përbërjeve nuk ndikohet nga përputhshmëria e tyre me polimerin ose migrimi i tyre brenda polimerit.