Har xil jismoniy holatlarga ega bo'lgan ikkita qattiq jism bir-biriga tegib, ishqalanganda, ularning tegishli sirtlari zaryadning qayta taqsimlanishiga uchraydi. Qayta ajratilgandan so'ng, har bir qattiq sirt aloqa qilishdan oldingi holatga nisbatan ortiqcha musbat (yoki manfiy) zaryadga ega bo'ladi, bu statik elektr deb ataladi. Materialning o'tkazuvchanligini tavsiflash uchun qarshilik tushunchasi qo'llaniladi. Ovoz qarshiligi - material yuzasidagi oqim yo'nalishiga parallel bo'lgan potentsial gradientning sirt birligi kengligidagi oqimga nisbati. Odatda, polimerlar yuqori elektr qarshiligiga ega bo'lgan yuqori izolyatsiya materiallaridir, shuning uchun ular zaryadlangandan so'ng ularni yo'q qilish qiyin. Kundalik hayotda, plastik polda yurish paytida, poyabzal tagligi va pol o'rtasidagi ishqalanish inson tanasini zaryadlashi mumkin. Og'ir holatlarda, agar qo'l eshik tutqichiga yoki narsaga tegsa, u ham oqindi hosil qilishi mumkin, bu esa karıncalanma hissini keltirib chiqarishi mumkin; Tibbiy jarrohlik paytida elektr toki urishi sodir bo'ladi. Elektron sanoatda insonni elektrlashtirish zanjirlarni osongina sindirib, integral mikrosxemalarga zarar etkazishi mumkin; To'qimachilik sanoati tolaning agregatsiyasini va boshqalarni keltirib chiqaradi.
Polimerlarda statik elektrni yo'q qilishning ikkita usuli mavjud
(1) Metall, uglerod tolasi va uglerod kabi o'tkazuvchan plomba moddalarini qo'shing. Bu usul katta miqdorda plomba moddasini talab qiladi. Antistatik ta'sirga erishish uchun plomba moddasining o'tkazuvchanligining keskin pasayishi ma'lum bir foizga yetishi kerak. Ko'p miqdorda qo'shilgan mahsulotlarning rangi va sifati juda cheklangan bo'ladi. Misol uchun, uglerod qora to'ldirilgan PP ning o'tkazuvchanligi faqat foiz 15% ga etganida sezilarli darajada o'zgaradi. Hozirgi vaqtda materialning rangi bir nechta va chiroyli materiallarning talablariga javob bera olmaydi. Metall plomba moddalari materiallar sifatini oshiradi. Metall tolali plomba moddalari past sifatga ega, ammo qayta ishlash jarayonida sinishi va oksidlanishiga moyil bo'lib, ularni qimmatroq qiladi.
(2) Sirtni faollashtirish va sirt o'tkazuvchanligini yaxshilash uchun anti-statik vositalarni qo'shish: 1. Sirt bilan qoplangan antistatik vositalar past chidamlilikka ega va ishqalanish va yuvish tufayli osongina yo'qoladi, faqat vaqtinchalik yoki qisqa muddatli antistatik ta'sirlarni ta'minlaydi. 2. Aralash antistatik vositalar yuqori chidamlilikka ega, ammo antistatik vositalar uchun yuqori talablarni talab qiladi.
Antistatik vosita
Plastmassa yuzalarda statik elektr hosil bo'lishi ishlab chiqarishga to'sqinlik qilish, portlashlarga olib keladigan uchqunlar va elektron qurilmalarning integral mikrosxemalariga zarar etkazish kabi turli muammolarni keltirib chiqarishi mumkin. Statik elektrni olib tashlashning umumiy usuli polimerlarning sirt qarshiligini kamaytirish uchun antistatik moddalar kabi sirt faol moddalardan foydalanishdir. Bunday qo'shimchalarning gigroskopikligi tufayli ular polimer yuzasida atmosferadan namlikni o'zlashtiradi va statik elektrni tezda yo'q qiladigan nozik o'tkazuvchan plyonka hosil qiladi. Bu jarayonda suv muhim rol o'ynaydi. Atmosfera namligining oshishi bilan polimerning sirt o'tkazuvchanligi ham yaxshilanadi, bu statik zaryadning tez yo'qolishiga olib keladi va yaxshi antistatik ishlashni keltirib chiqaradi.
Turli xil foydalanishga ko'ra, sirt faol antistatik vositalarning ikki turi mavjud, ya'ni tashqi va ichki. Polimerlar yuzasiga püskürtme, o'chirish yoki emdirish orqali tashqi yoki mahalliy antistatik vositalar qo'llaniladi. Ushbu tashqi antistatik vosita turli xil polimerlar uchun mos bo'lsa-da, uning samaradorligi faqat vaqtinchalik bo'lib, erituvchilar bilan aloqa qilgandan yoki boshqa moddalar bilan ishqalanishdan keyin uni yo'qotish oson. Polimerni qayta ishlash jarayonida ichki antistatik vositalar qo'shiladi. Ushbu turdagi sirt faol antistatik vosita ishlov berish tufayli eroziyalangan antistatik funktsiyani to'ldirishi mumkin. Ushbu ichki antistatik vositaning ta'siri sovuqni püskürtmeye bog'liq. Bu erda sovuqni purkashning ma'nosi qatronga qo'shilgan ichki antistatik vosita qisman polimer yuzasiga o'tish jarayonini anglatadi. Shuning uchun ichki anti-statik vositalar uzoq muddatli antistatik himoya ta'siriga ega.
Yuzaki faol antistatik vositalarni katyonik, anionik va ion bo'lmagan turlarga bo'lish mumkin.
Kationik antistatik vositalar odatda uzun zanjirli alkil to'rtlamchi ammoniy, fosfor yoki qo'rg'oshin tuzlari bo'lib, muvozanat ionlari sifatida xloridlar mavjud. Ular qattiq polivinilxlorid va stirol asosidagi polimerlar kabi qutbli matritsalarda yaxshi ishlaydi, lekin ularning termal barqarorligiga salbiy ta'sir ko'rsatadi. Ushbu turdagi antistatik vosita odatda oziq-ovqat bilan aloqa qiladigan narsalarda foydalanishga ruxsat etilmaydi; Va antistatik ta'sir etoksillangan aminlar kabi ichki antistatik vositalarning atigi 1/5 dan 1/10 qismini tashkil qiladi.
Anion antistatik vositalar odatda alkil sulfonik kislota, fosforik kislota yoki ditiokarbamatning gidroksidi metall tuzlari bo'lib, asosan polivinilxlorid va stirol qatronlarida qo'llaniladi; Ularning poliolefin qatronlarida qo'llash ta'siri katyonik antistatik moddalarga o'xshaydi. Natriy alkilsulfonat stirol asosidagi qatronlar, polivinilxlorid, polietilen tereftalat va polikarbonatda anion antistatik vosita sifatida keng qo'llanilgan.
Etoksillangan alifatik alkilaminlar kabi ion bo'lmagan antistatik vositalar antistatik moddalarning eng katta sinfini ifodalaydi. Ular polietilen, polipropilen, ABS va boshqa stirol asosidagi polimerlarda keng qo'llaniladi. Hozirgi vaqtda ishlab chiqarilgan va sotiladigan bir nechta etoksillangan alkilaminlar mavjud, ularning farqi alkil zanjirining uzunligi va to'yinmaganlik darajasidir. Ethoxyalkilamin - past nisbiy namlik sharoitida ham yuqori samarali antistatik vosita bo'lib, uzoq vaqt davomida ta'sir qiladi. Ushbu turdagi antistatik vosita oziq-ovqat bilan bilvosita aloqa qiladigan narsalarda foydalanish uchun Federal oziq-ovqat va farmatsevtika idorasi tomonidan tasdiqlangan. Boshqa tijoriy jihatdan qimmatli ion bo'lmagan antistatik vositalarga etoksillangan alkilamin, masalan, etoksillangan lauroilamin va glitserin monostearat (GMS) kiradi. Etoksilauril amin past namlikli muhitda ishlatiladigan polietilen va polipropilen uchun javob beradi va tez va uzoq muddatli antistatik funktsiyalarni talab qiladi. GMS anti-statik vositalar faqat ishlov berish jarayonida elektrostatik himoya uchun ko'rib chiqiladi. GMS polimerlar yuzasiga tez o'tsa ham, etoksillangan alkilamin yoki etoksillangan alkilamin kabi uzoq muddatli antistatik ta'sir ko'rsata olmaydi.
75% gacha suyuqlik yoki past erish nuqtasi bo'lgan etoksillangan alkil guruhlari va polimerlari konsentrlangan masterbatch hosil qilish uchun aralashtirilishi mumkin. Ushbu masterbatchlar erkin oqimli sharsimon mahsulotlar bo'lib, ularni tashish oson, ular aralashtirish paytida osongina tarqaladi. Etoksillangan alkilamin masterbatchning afzalliklarini quyidagicha umumlashtirish mumkin:
(1) Oldindan disperslangan faol materiallar qo'shilishi bilan yaxshi dispersivlik.
(2) Yaxshi tashish va erkin oqimga ega bo'lgan kichik to'p shaklidagi mahsulot, o'lchash va aralashtirish oson.
(3) Ekstruderda kamroq vida sirpanishi bilan yaxshi ishlov berish.
Antistatik vositalarni tanlash va dozalash polimerning xususiyatlariga, qayta ishlash usullariga, qayta ishlash sharoitlariga, boshqa qo'shimchalarning turlari va miqdoriga, nisbiy namlikka va polimerdan yakuniy foydalanishga bog'liq. Etarli antistatik ta'sirni olish uchun zarur bo'lgan vaqt o'zgarib turadi va antistatik himoyaning tezligi va davomiyligi antistatik vosita konsentratsiyasini oshirish orqali oshirilishi mumkin. Biroq, anti-statik vositalardan haddan tashqari foydalanish yakuniy mahsulotning silliq yuzasiga olib kelishi mumkin, bu esa bosib chiqarish yoki yopishtirish ishiga zarar etkazishi mumkin. Ishlov berilmagan noorganik plomba moddalari va pigmentlar antistatik moddalar molekulalarini o'z yuzasiga adsorbsiyalashi mumkin va shu bilan antistatik vositalarning samaradorligini pasaytiradi. Ushbu hodisa ishlatiladigan antistatik vosita miqdorini oshirish orqali qoplanishi mumkin. Shu bilan birga, oziq-ovqat bilan aloqa qiladigan mahsulotlar uchun qo'shilgan antistatik moddalar miqdori Federal oziq-ovqat va farmatsevtika idorasi qoidalariga muvofiq bo'lishi kerak (qarang. Federal qoidalar kodeksi, 21 (21CFR)). (Federal qoidalar kodeksi, Title 21 (21CFR)).
Polietilendan foydalanganda etoksillangan alkilamin antistatik vositani tanlashda ularning jismoniy shaklini, masalan, pasta, suyuqlik, kichik zarrachalar yoki qattiq moddalarni hisobga olish kerak. Agar etoksillangan mayin aminini pastasi kabi tabiati tufayli davolash mumkin bo'lmasa, suyuq etoksillangan oleamin ishlatilishi mumkin. Yuqori haroratli ishlov berish sharoitida (180 darajadan yuqori) etoksillangan stearftalaminni tanlash mumkin. Tez ta'sir etuvchi antistatik ta'sir zarur bo'lsa, etoksillangan lauril aminni tanlash mumkin. Polipropilendan foydalanishda e'tiborga olish kerak bo'lgan masalalar polietilendan foydalanishga o'xshaydi. Amaldagi qatron turidan qat'i nazar, Federal oziq-ovqat va farmatsevtika idorasining turli xil maqsadlarda foydalanish uchun tartibga soluvchi chegaralarini hisobga olish kerak. Stirol asosidagi polimerlar uchun foydalanilganda, etoksillangan hindiston yong'og'i omini yoki uning tegishli masterbatchlaridan birini tanlash tavsiya etiladi.
Aralashtirish va qayta ishlash
Umuman olganda, antistatik vositalar pigmentlar va boshqa qo'shimchalar bilan aralashtirgich yoki ekstruderda aralashtiriladi. Texnik jihatdan sof antistatik vositalar, masalan, etoksillangan alkilamin, yana bir afzalliklarga ega, ya'ni ular suyuqlik quyish jarayonida erishi mumkin va shu bilan pigment masterbatch uchun dispersant sifatida ishlaydi. Antistatik agent masterbatch to'g'ridan-to'g'ri oxirgi ishlov berish uskunasiga qo'shilishi mumkin. Ichki antistatik vositalarning ta'siri yakuniy mahsulotni ishlab chiqarish va qayta ishlash sharoitlari bilan chambarchas bog'liq. Misol uchun, inyeksion kalıplanmış mahsulotlarning antistatik ishlashi qolipning haroratiga bog'liq. Odatda, mog'orning harorati past bo'lsa, antistatik vosita tezda ko'chib o'tadi va shu bilan antistatik ish faoliyatini yaxshilaydi.
Antistatik vositalarning samaradorligini baholash uchun ikkita sinov usuli mavjud: sirtga qarshilik (stavka) usuli va elektrostatik parchalanish usuli; Ikkala usul ham keng qo'llaniladi.
ASTMD257-78 ta'rifiga ko'ra, materialning sirt qarshiligi potentsial gradientning material yuzasining birlik kengligidan o'tadigan oqimga nisbati bo'lib, bu odatda namunaning geometrik shakli bilan bog'liq. Plastmassa namunasi yuzasining bir tomoniga ikkita elektrodni joylashtiring va elektrodlarga to'g'ridan-to'g'ri oqim qo'llang; Namuna orqali o'tadigan oqimni o'lchang va qarshilikni hisoblang; Keyin sirt qarshiligini o'lchash natijalarini ohmlarda ifodalang.
4046-sonli Federal sinov usulining ta'rifiga ko'ra, elektrostatik parchalanish induktsiyalangan zaryadlarning tushirish tezligini anglatadi. Namuna (odatda yupqa plastinka yoki plyonka) ikkita elektrod orasiga, elektrodlar va namuna yuzasi o'rtasida bir necha millimetr masofada joylashtiring. Bir elektrod quvvat manbaiga, ikkinchi elektrod esa ampermetr va magnitafonga ulangan. Namuna yuzasida bir elektrod tomonidan qo'zg'atilgan zaryad tufayli yuzaga keladigan elektr maydonining o'zgarishi boshqa elektrod tomonidan o'lchanadi. Antistatik namunalar induktsiyalangan zaryadlarning parchalanishini ko'rsatadi. Parchalanishning yarim yemirilish davri (sekundlarda) - zaryadning dastlabki qiymatidan yarmiga yemirilishi uchun ketadigan vaqt.
Sanoatda keng qo'llaniladigan yana bir standart sinov usuli - bu elektron mahsulotlarni qadoqlash uchun ishlatiladigan Amerika standarti. Tegishli usulni tanlash sinovdan o'tishi kerak bo'lgan plastmassadan yakuniy foydalanishga bog'liq.
Plastmassaning elektr qarshiligi 1014 ohmni tashkil qiladi. A-jadvalda ko'rsatilgan miqdorga ko'ra antistatik vositalarni qo'shganda, elektr qarshiligi 1013 dan 109 ohmgacha kamayishi mumkin. Agar biz qarshilikni yanada kamaytirmoqchi bo'lsak, biz faqat o'tkazuvchanlikni yaxshilashga ishonishimiz mumkin, masalan, o'tkazuvchan uglerod qorasini ishlatish.
Atrof-muhit muammolarini ta'kidlash uchun antistatik qadoqlash texnologiyasi ishlab chiqilmoqda. Keng qo'llaniladigan etoksillangan alkilamin endi qayta foydalanish mumkin bo'lgan quyma idishlarga qadoqlangan. Ta'minlovchilar yuqori konsentratsiyali antistatik vositalarni ishlab chiqarishga moyildirlar, ular foydalanuvchilarga etkazib berilgandan keyin qayta ishlash ehtiyojlariga qarab suyultirilishi mumkin. Bundan maqsad qattiq maishiy chiqindilarni qayta ishlash xarajatlarini kamaytirishdir. Yuqori konsentratsiyali antistatik vositalarni ishlab chiqish orqali ishlab chiqaruvchilar bir vaqtning o'zida ko'proq antistatik vositalarni jo'natishlari va foydalanuvchilar tomonidan ishlov berilishi kerak bo'lgan qadoqlash idishlari sonini kamaytirishlari mumkin.
Texnik jihatdan aytganda, ko'plab tadqiqot va ishlanmalar hali ham elektron mahsulotlarning qadoqlash bozori atrofida aylanadi. Odatda aminsiz antistatik vosita sifatida ko'rilgan etoksillangan laurilamid bu sohada keng qo'llaniladi. LDPE va LLDPE plyonkalarini puflashda ishlatiladigan etoksillangan lauril amin miqdori ham ortib bormoqda, chunki uning antistatik ta'siri past namlik sharoitida ham yaxshi bo'ladi. Ushbu mahsulotning konsentrati va masterbatchini ham sotib olish mumkin. Biaksiyal yo'naltirilgan polipropilen plyonkalar ishlab chiqarishda etoksillangan stearoftalamin (to'liq to'yingan 18 uglerod alkil zanjirini o'z ichiga olgan) qo'llanilgan. Ushbu ishlab chiqarish jarayonida yuqori ishlov berish harorati anti-statik vositalarning yuqori termal barqarorlikka ega bo'lishini talab qiladi.