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表面活性剂的抗静电作用

表面活性剂的洗涤作用是表面活性剂具有最大实际用途的基本特性。它涉及到千家万户的日常生活。并且在各行各业和各种工业生产中也得到越来越多地应用。

表面活性剂的抗静电作用

纤维与塑料及其他制品往往因摩擦产生静电而影响厂其制品的应用性能。如纤维织物若带静电,常会出现“贴身”或“静粘”,以及易于吸尘或变脏等缺点。塑料制品若带静电产生的影响就更大了,不仅制品易吸附尘埃。影响其制品的透明性及表面洁净和美观,而且还降低了制品的使用性能和价值。  

为了消除这种静电现象,目前多采用表面活性剂抗静电法。此种表面活性剂被称为抗静电剂。

第一节 静电现象及产生的原因 

纤维带电的顺序经不同测定者得到的结果虽有些差异,但对于羊毛、尼龙和人造毛等这类带有酰胺键的纤维都倾向于带正电荷。 常用塑料的带电状况见表10-2,一般常见物质带电状况由正到负有如下顺序:

(+)聚氨酯-毛发-尼龙-羊毛-蚕丝-粘胶纤维-棉-硬橡胶—醋酸纤维—维尼龙-聚丙烯一聚酯一聚丙烯腈-聚氯乙烯-  氯乙烯- 丙烯腈共聚物-聚乙烯-聚四氟乙烯(-)。

静电产生的原因虽然目前还不十分清楚,但一致认为是由于不同类型的物体相互摩擦时,在被摩擦物体间会产生移动的电荷因而产生了静电,物体带何种电荷可根据电子产的得失来确定。物体若失去电子则带正电,若得到电子则带负电。  

第二节 抗静电剂

消除静电的方法主要有两种:

(1).物理法,由于静电的大小受温度和湿度的影响,因此可采用调节温度和湿度,电晕放电等物理法来消除物品表面的静电现象。

(2).表面化学法,即使用表面活性剂也称为抗静电剂对纤维及塑料制品进行表面处理或混炼于塑料的内部以达到消除静电的目的。

一、纤维的抗静电剂 

1.作为抗静电剂应具备的条件:

(1)不改变纤维的手感; (2)抗静电效果好,量少,低温时仍有效;(3)与树脂纤维有良好的相容性;(4)对其他助剂具有很好的配伍性;(5)无发泡现象,并且不产生水渍;(6)无毒性,也不损伤皮肤;(7)能保持良好的稳定性。 

2.抗静电剂的类型

用于纤维的抗静电剂主要类型为阳离子型和两性离子型表面活性剂。

3.抗静电剂的作用机理 

用于纤维抗静电的表面活性剂,抗静电机理:主要是表现在防止纤维织物表面受到摩擦时产生静电和表面电荷的逸散两个方面。防止摩擦带电与表面活性剂的结构有密切关系;而表面电荷的逸散和表面活性剂在纤维织物上的吸附量和吸湿性有关。

阳离子表面活性剂很容易通过自身所带的正电荷吸附到带负电荷的纤维表面上。 

①可以中和纤维的表面电荷;

②由于阳离子表面活性剂以带正电荷的季铵离子吸附于纤维表面以疏水的碳氢链向外的吸附状态吸附于纤维表面,在纤维表面形成-层以碳氢链组成的定向排列的吸附膜,这层吸附膜能有效地降低纤维表面在摩擦中产生的摩擦力使摩擦带电现象减弱。 

对于极性低疏水性强的合成纤维,阳离子表面活性剂以其疏水的碳氢链通过范德华力吸附于纤维表面而极性的季铵基则朝外,使纤维表面覆盖着亲水的极性基这不仅增加了纤维表面的导电性而且还会增加其表面的湿度,有利于由摩擦产生的静电逸散,起到抗静电的作用。 

双十八烷基氯化铵在天然纤维表面上的吸附量明显地高于合成纤维。这表明它对天然纤维有更好的抗静电作用。 

两性离子表面活性剂与阳离子表面活性剂一样带有正电荷也能吸附在负电荷的纤维表面,中和静电荷,其疏水基也有降低摩擦力的作用,并且与阳离子表面活性剂相比,在其分子结构中还多一个阴离子基团,因此能更好地增加湿度和电荷逸散作用。因此两性离子表面活性剂是性能良好的抗静电剂,只是价格偏高。

对阴离子型和非离子表面活性剂由于在纤维表面的吸附量低,因此抗静电作用差。非离子表面活性剂的吸附量因不受纤维表面电荷的影响吸附量会高于阴离子型的吸附量,但对静电的逸散作用差,因此抗静电能力远较阳离子型和两性离子型表面活性剂差。

二、塑料的抗静电剂  

表面活性剂作为塑料的抗静电剂其作用机理:是表面活性剂以疏水的碳氢链通过范德华力吸附于塑料表面以极性基伸向外,在塑料表面形成表面活性剂的定向吸附膜起到导电性使静电荷能很好地逸散。同时吸附膜也能起到缓和塑料表面的摩擦作用。

1.塑料抗静电剂按表面活性剂的类型分为:

(1)阴离子型;

(2)阳离子型;

(3)两性离子型;

(4)非离子型。

2.抗静电剂按使用方法可分为两类:

(1)表面涂附型抗静电剂;

(2)混炼型抗静电剂。




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