Pagbuo ng electrostatic charge

Ang kakayahan ng isang solid na magdala ng karga ay nakadepende sa mga kondisyon ng ibabaw, dielectric constant, surface resistivity, at relative humidity ng nakapalibot na kapaligiran. Ang kakayahan nitong magdala ng karga ay inversely proportional sa dielectric constant at relative humidity nito, at direktang proportional sa surface resistivity nito. Ang tanda ng karga ay nag-iiba depende sa materyal; ang mga materyales na may mas mababang dielectric constants ay positibo ang karga.

Ang mga katangian ng insulasyon ay may kaugnayan sa akumulasyon ng static na kuryente. Ang kemikal na istruktura ng karamihan sa mga plastik ay nagpapakita na ang mga ito ay mahusay na mga insulator, na ginagawa silang mahahalagang materyales para sa mga high-frequency na kagamitan tulad ng radar. Dahil ang karamihan sa mga plastik ay may mababang kondaktibiti sa ibabaw, hindi nila mabilis na mapawi ang karga ng kuryente, isang pagkakaiba sa pagitan ng mga plastik at mga metal.

Sa panahon ng paggamit ng mga produktong plastik, ang static electricity ay maaaring magdulot ng iba't ibang problema at humantong sa malubha, o mapanganib pa nga, na mga kahihinatnan. Kabilang sa mga pinakakaraniwang panganib ang: matinding pag-iipon ng dumi sa mga plastik na ibabaw; static electricity na umaakit ng alikabok na nakakaapekto sa kalidad ng tunog ng mga rekording; static electricity na nagdudulot ng hindi kanais-nais na sensasyon ng "electric shock" sa mga taong gumagamit ng synthetic fiber carpets o plastic flooring; static adhesion sa pagitan ng mga plastik na pelikula at sheet, na nakakagambala sa normal na produksyon; at solidong pulbos na namumuo habang dinadala ng daloy ng hangin. Ang mga discharge spark na nalilikha ng malalaking akumulasyon ng static charge ay maaari pang mag-apoy ng pinaghalong hangin at alikabok o mga organic solvent, na nagiging sanhi ng maraming mapaminsalang pagsabog.

Mga hakbang upang sugpuin ang electrostatic charge

(1) Pagtaas ng relatibong halumigmig：Habang tumataas ang ambient humidity ng mga hinulma na produkto, tumataas din ang kanilang surface conductivity, kaya pinapabilis ang dissipation ng charge. Halimbawa, kapag ang relatibong halumigmig ng water-absorbing polyamide ay mas mataas sa 65%, halos walang static electricity. Sa kabaligtaran, kapag ang relatibong halumigmig ay mas mababa sa 20%, hindi maiiwasan ang mga problema sa surface charge balance. Sa kasong ito, ang tanging tunay na epektibong hakbang upang sugpuin ang static electricity ay ang pagdaragdag ng conductive matrix upang mabawasan ang volume resistivity.

(2) Pataasin ang kondaktibiti ng hangin:sa pamamagitan ng paggamit ng isang ionizer na gumagana sa prinsipyo ng kuryente o radyaktibidad upang mapataas ang kondaktibiti ng hangin, nang sa gayon ang karga ay mabilis na maalis sa nakapaligid na hangin.

(3) Pataasin ang kondaktibiti sa ibabaw sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga kemikal na additives (mga antistatic agent) sa mga plastik o paglalagay ng mga ito sa ibabaw upang mapataas ang kondaktibiti sa ibabaw, sa gayon ay pinapawi ang static charge.

 Kemikal na Istruktura ng mga Antistatic Agent

Ang mga antistatic agent ay mga additive na idinaragdag sa mga molding compound o inilalapat sa ibabaw ng mga hinulmang produkto upang mabawasan ang naipon na static electricity. Sa pangkalahatan, batay sa paraan ng aplikasyon, ang mga antistatic agent ay maaaring hatiin sa dalawang pangunahing kategorya: panloob at panlabas na aplikasyon.

2.Mga Panloob na Ahente ng Antistatic

Ang mga panloob na idinagdag na antistatic agent ay idinaragdag sa mga polymer bilang mga surfactant bago o habang hinuhubog. Lahat sila ay may mga katangiang surface-active at maaaring lumipat at magsama-sama sa ibabaw ng mga hinulma na bahagi. Ang mga additive na ito ay naglalaman ng parehong hydrophilic at hydrophobic group sa kanilang mga molekula. Ang mga hydrophobic group ay may tiyak na pagkakatugma sa polymer at maaaring maging sanhi ng pagdikit ng mga molekula nito sa ibabaw ng produkto, habang ang mga hydrophilic group ay gumagana sa pamamagitan ng pagbubuklod at pakikipagpalitan sa mga molekula ng tubig sa ibabaw ng produkto. Karamihan sa mga antistatic agent na may mga katangiang surface-active ay maaaring uriin sa mga uri na cationic, anionic, at nonionic.

1.Mga Cationic Antistatic Agent:Sa ganitong uri ng antistatic agent, ang aktibong bahagi ng molekula ay karaniwang naglalaman ng isang malaking cationic group at kadalasang isang mahabang alkyl group, tulad ng quaternary ammonium salts, quaternary sulfonium salts, o quaternary sulfonium salts. Ang mga anion ay karaniwang nabubuo sa panahon ng mga reaksyon ng quaternization, tulad ng chlorides, methyl sulfates, at nitrates. Ang mga quaternary ammonium salt antistatic agent ang nangingibabaw sa kategoryang ito ng mga komersyal na produkto. Ang mga cationic antistatic agent ay pinakaepektibo sa mga polar matrices (tulad ng PVC at styrene polymers). Gayunpaman, ang kanilang paggamit ay medyo limitado dahil sa kanilang masamang epekto sa thermal stability ng ilang partikular na polymers.

2. Mga Anionic Antistatic Agent: Sa ganitong uri ng antistatic agent, ang aktibong bahagi ng molekula ay anionic. Ang mga alkyl sulfonate, sulfate, phosphate, dithiocarbamate, o carboxylate ay karaniwang nagdadala ng malaking bilang ng mga anion, habang ang mga cation ay karaniwang mga alkali metal ion, at kung minsan ay mga alkaline earth metal ion. Halimbawa, ang sodium alkyl sulfonate ay malawakang ginagamit sa industriya dahil nakakamit nito ang kasiya-siyang antistatic effect sa polyvinyl chloride at polystyrene polymers, ngunit ang aplikasyon nito sa mga polyolefin ay may ilang mga limitasyon.

3. Mga ahente na hindi ionic antistaticAng mga antistatic agent na ito ay mayroong surface-active molecular group na walang karga at may napakababang polarity (pangunahin na polyethylene glycol esters o ethers, fatty acid esters o ethanolamines, mono- o diglycerides, at ethoxylated fatty amines). Kadalasang ibinibigay ang mga ito sa komersyo bilang mga likido o low-softening-point waxes.

Ang mababang polarity ng mga additives na ito ay ginagawa silang mainam na internal antistatic agent para sa polyethylene at polypropylene, at nagpapakita rin ang mga ito ng mataas na compatibility. Ang iba't ibang uri ng polyethylene at polypropylene ay may iba't ibang densidad, crystallinity, at mikroskopikong istrukturang molekular. Samakatuwid, upang makuha ang pinakamainam na istrukturang molekular para sa bawat antistatic agent, ang haba ng alkyl chain at ang bilang ng mga hydroxyl o ether group sa compound ay dapat isaayos. Sa ganitong paraan lamang mabisang masisiguro ang ninanais na epekto ng aplikasyon. Halimbawa, ang mga karaniwang antistatic agent na ginagamit sa polypropylene ay hindi gaanong epektibo kapag inilapat sa low-density polyethylene, at vice versa.

 Panlabas na uri ng patong na antistatic agent

Ang mga panlabas na antistatic agent ay inilalapat sa ibabaw ng mga hinulma na bahagi sa anyo ng isang may tubig o alkohol na solusyon. Dahil sa iba't ibang pamamaraan ng aplikasyon, ang mga kinakailangan sa istruktura na nabanggit sa mga panloob na antistatic agent ay nagiging hindi gaanong mahalaga. Lahat ng mga surface-active compound, pati na rin ang maraming hindi surface-active na hygroscopic substance (tulad ng glycerin, polyols, at polyethylene glycol), ay nagtataglay ng mga antistatic na katangian sa iba't ibang antas, at ang bisa ng mga compound na ito ay hindi apektado ng kanilang pagiging tugma sa polimer o ng kanilang paglipat sa loob ng polimer.