Dodaj ofertę za darmo

B7. ŚRODKI ANTYSTATYCZNE

2005-09-08

Antystatyki są to związki chemiczne, które powodują rozładowanie się ładunku elektrostatycznego nagromadzonego na powierzchni tworzywa.

Polimery i otrzymane z nich tworzywa sztuczne są przeważnie stałymi dielektrykami, charakteryzującymi się bardzo małym przewodnictwem elektrycznym oraz dużym oporem powierzchniowym rzędu 1014-1018 W. Z tych względów bardzo łatwo gromadzą na swej powierzchni ładunki elektrostatyczne obu znaków. Jest to zjawisko bardzo niekorzystne, ponieważ naelektryzowane powierzchnie przyciągają cząstki kurzu, przez co ulegają zabrudzeniu. Odzież wykonana z tkanin syntetycznych brudzi się 300 - 500 krotnie szybciej niż bawełna i przykleja się do ciała. Szczególnie niebezpieczne jest częste iskrzenie, które w przypadku obecności gazów, par i pyłów łatwopalnych może spowodować pożar. Elektryzacja polimerów znacznie utrudnia ich wytwarzanie oraz przetwórstwo.

Ładunki elektrostatyczne w polimerach mogą pojawiać się w wyniku tarcia oraz kontaktu dwóch ciał, natomiast rozdzielenie ładunków może być wywołane procesami elektrolitycznymi lub też może być wynikiem zjawisk piezoelektrycznych albo piroelektrycznych.

Podczas badania tych zjawisk stwierdzono, że ujemnie ładują się polimery zawierające grupy hydrofobowe, na powierzchni których nie tworzy się ciągła warstwa wody, zaś ładunek o znaku dodatnim powstaje na powierzchni polimerów hydrofilowych. Zaobserwowano ponadto, że szybkość rozpraszania ładunków elektrycznych zależy od rodzaju i położenia grupy funkcyjnej w łańcuchu polimeru. Większą szybkością rozładowania cechują się te polimery, w których grupa funkcyjna występuje w łańcuchu bocznym.

W celu obniżenia efektu elektrostatycznego wprowadza się do polimeru dodatki antyelektrostatyczne, uzyskując niekiedy dobrze przewodzące prąd materiały polimeryczne, których oporność właściwa wynosi poniżej 1*104 W m.

Antystatyki muszą wykazywać powinowactwo do danego polimeru i zawierać grupę hydrofilową. Obecność w cząsteczce antystatyka atomów azotu, fosforu i siarki zwiększa skuteczność jego działania, przy czym wpływ położenia tych atomów w cząsteczce na intensywność ich działania nie został wyjaśniony. Związki dysocjujące na jony poprawiają właściwości antyelektrostatyczne.

Dodatek antystatyka do polimeru powoduje powstanie wielofazowego układu, z którego cząsteczki antystatyka migrują na zewnątrz i z chwilą wydostania się na powierzchnię działają antyelektrostatycznie. Szybkość tej migracji zależy od powinowactwa antystatyka do polimeru i może być utrudniona obecnością dodatku tytanu lub sadzy i istnieniem struktur krystalicznych w polimerze, co z kolei zmniejsza skuteczność działania środków antyelektrostatycznych.

Związki zawierające azot są najliczniejszą grupą substancji o działaniu antystatycznym, wśród których czwartorzędowe sole amoniowe są najbardziej efektywne i najważniejsze pod względem zastosowań.

Antystatyki zawierające czwartorzędowe sole amoniowe otrzymuje się w wyniku działania halogenkami alkilowymi, siarczanami dialkilowymi, tlenkiem etylenu w obecności kwasów mineralnych lub epichlorohydryną gliceryny na trzeciorzędowe aminy alifatyczne o długich łańcuchach ( C8-C18 ). Można je również otrzymać przez działanie halogenków długołańcuchowych alkili na trzeciorzędowe aminy alifatyczne lub heterocykliczne.

Do innych antystatyków zawierających azot należą: pierwszo-, drugo-, trzeciorzędowe aminy alifatyczne średnio-długołańcuchowe, alkilowe pochodne imidazoliny, estry kwasów tłuszczowych i etanoloamin, aminoalkohole o długim łańcuchu alkilowym, produkty przyłączenia amin do żywic epoksydowych, alkiloamidy kwasów tłuszczowych, nitryle, niektóre aminoplasty i poliizocyjaniany.

Drugą ważną grupą antystatyków są związki fosforanowe. Połączenia te dodane do polimerów oprócz właściwości antystatycznych zmniejszają palność tworzywa.

Jako antystatyki stosuje się również: kwaśne siarczany alkilowe, alkilobenzenosulfoniany, polimeryczne związki sulfonowe, związki cynoorganiczne, niektóre związki kompleksowe i chlorki metali ( glinu, żelaza, cyny i antymonu ), a także związki niejonowe, jak glikole polietylenowe, etoksylowane fenole itd.

W prostych, nieszkodliwych przypadkach, elektrostatyczne ładunki uzewnętrzniają się poprzez widoczne pozostawanie kurzu i innych zanieczyszczeń na powierzchni produktu.

W niektórych krytycznych, częściowo niebezpiecznych sytuacjach, wyładowania prowadzą do tworzenia mostków, wyładowań iskrowych i mogą przez to nawet spowodować eksplozję.

Przyczyną naładowań elektrycznych jest różna stała dielektryczna pary tworzyw i w pewnych warunkach może dojść do błyskawicznego rozładowania jednego z tworzyw.

W elektrotechnice i elektronice miedź i metale o relatywnie ograniczonej oporności dysponują dużą ilością wolnych elektronów walencyjnych, a polimer przeciwnie, małą ilością wolnych elektronów walencyjnych. Z tego powodu chroni się polimery przez dodatek antystatyków nie tylko z powodów estetycznych, lecz również z powodu bezpieczeństwa.

Antystatyczne dodatki do polimerów muszą mieć możliwość i zdolność do dyfuzji, ponieważ wyładowanie może nastąpić wyłącznie przez ich powierzchnię.

ŹRÓDŁO: www.lifocolor.pl

Źródło: A.M.



  • żródło

    Gość: Leyla | 2008-10-22 12:07:34

    Jako źródło polecam wpisać "Technilogia tworzyw sztuczny6ch" Jana Pielichowskiego i Andrzeja Puszyńskiego. Artykuł jest kopią jedengo z rozdziałów. Na plus bo informacje są wiarygodne.

Dodaj komentarz


Barwienie i modyfikowanie tworzyw

2005-09-08 | Komentarze: 0

B4. ŚRODKI DODATKOWE UODPORNIAJĄCE NA ŚWIATŁO

Koncentraty uodporniajace na siwatło UV są związkami chemicznymi, dopasowanymi do aktualnych procesów destrukcyjnych (światło, tlen, wilgoć i temperatura) i przetwarzanego polimeru oraz jego przewidywanego zastosowania, odbudowując strukturę polimeru, na którą oddziaływają chemiczne i fizyczne mechanizmy świetlne.

B5. ŚRODKI NUKLEIDUJĄCE

B6. ŚRODKI UNIEPALNIAJĄCE

B8. ŚRODKI ANTYUTLENIAJĄCE

B9. ŚRODKI SPIENIAJĄCE (POROFORY)

BB10. ŚRODKI UELASTYCZNIAJĄCE (PLASTYFIKATORY)

BB11. ŚRODKI STABILIZUJĄCE

A9. WYMAGANIA STAWIANE BARWNIKOM

B1. MODYFIKOWANIE TWORZYW SZTUCZNYCH PRZEZ ŚRODKI POMOCNICZE

B2. ŚRODKI CZYSZCZĄCE