|
Антистатический агент
Summary:
Многие производители изделий из полимеров сталкиваются с проблемой накопления на их поверхности статического электричества. В настоящее время существует эффективное и экономичное решение этой проблемы – суперконцентраты для пластиков от компании «Мастербатч СВ».
Многие производители изделий из полимеров сталкиваются с проблемой накопления на их поверхности статического электричества. В настоящее время существует технология, позволяющая эффективно и экономично решать эту проблему. Это возможно благодаря использованию суперконцентрата антистатического агента. Величина электрического заряда твердого вещества (количество зарядов, которое оно может принять и удержать) зависит от состояния поверхности, химических свойств, удельного сопротивления поверхности (устойчивости поверхности к рассеиванию электрических зарядов) и от относительной влажности окружающей среды. Величина заряда обратно пропорциональна относительной влажности и прямо пропорциональна удельному сопротивлению поверхности. В соответствии со своей химической природой, большинство пластиков - мощные изоляторы. Однако их общий недостаток в том, что из-за изолирующих свойств полимеры аккумулируют статическое электричество, которое не может быстро рассеиваться по причине низкой удельной проводимости поверхности (иными словами - высокого удельного сопротивления). В плане использования конечных продуктов, склонных к накоплению статического электричества, могут возникать серьезные и даже опасные ситуации, такие, как: обильное загрязнение поверхности; возникновение разрядов (изделие "бьется током"); производственные задержки, связанные с необходимостью отделять один слой пленки/листа от другого; образование искры с возможным последующим воспламенением накопившейся на поверхности пыли. Возможны контрмеры по подавлению статической зарядки. Это увеличение относительной влажности среды; возрастание удельной проводимости воздуха; возрастание удельной проводимости поверхности. Добиваться возрастания удельной проводимости поверхности призваны антистатические агенты. Привнесенные в полимер, они либо проникают в его структуру (действуют изнутри), либо распределяются по его поверхности (действуют извне). Роль антистатического агента заключается в том, чтобы решать проблемы, связанные со статическим электричеством, такие, как: взаимное притяжение противоположно заряженных частиц, влекущее за собой притяжение и накопление пыли на поверхности; взаимное отталкивание одинаково заряженных частиц, влекущее за собой появление на готовой продукции "капель" полимера и появление линий на пленке при ее производстве; электрические разряды; опасность возгорания и взрывоопасность.
Агенты
Антистатический агент - это внесенная внутрь полимера перед или во время последней ступени переработки активная добавка, влияющая на свойства поверхности. Эта добавка имеет характер межфазной активности и, мигрируя, аккумулируется на поверхности конечного изделия. Молекула этого агента состоит из гидрофилика, имеющего по своему составу сходство с водой, и гидрофобика, также сходного с водой. Гидрофобик придает совместимость с полимером и помогает молекуле закрепиться на поверхности, в то время как гидрофилик вступает в реакцию с атмосферными молекулами воды и формирует проводящий слой, который рассеивает электрические заряды. Итак, статическая заряженность пластика может быть минимизирована увеличением удельной проводимости поверхности. В идеальной ситуации заряды статического электричества рассеиваются быстрее, чем успевают накопиться. Активные молекулы межфазного действия аккумулируются на поверхности и, посредством гидрофобика, вытягиваются цепочкой, а посредством гидрофилика образуют поверхностный слой, абсорбирующий воду. Водяной слой, толщина которого зависит от атмосферной влажности, образуется на поверхности и увеличивает проводимость. Это объясняет, почему с уменьшением влажности воздуха (увеличением его сухости) уменьшается проводимость поверхности, и, следовательно, возрастает накопление статического электричества. Использование антистатика в нормальной концентрации позволяет снизить удельное сопротивление поверхности с 1014-1016 Ом до 108-1010 Ом. Для аккумуляции молекул на поверхность полимера и построения там их слоя, антистатик должен мигрировать из внутренней структуры изделия во время или после процесса производства. В зависимости от типа полимера, его плотности и типа производства антистатический агент помогает снизить удельное сопротивление поверхности полимера более или менее эффективно. Агент быстро мигрирует на поверхность изделия, образуя на ней пленку, толщина которой, в зависимости от системы, может состоять из одного или нескольких молекулярных слоев. Процесс распределения по поверхности может занять несколько дней. Различия в кристаллической структуре и, следовательно, в плотности оказывают решающее влияние на миграцию агента-антистатика. Процесс миграции происходит быстрее в пленках высокого давления (менее кристаллизированы), чем в пленках низкого давления (более кристаллизированы).
Условия работы
Эффективность работы агента-антистатика зависит от условий переработки. При компрессии или литье под давлением, например, эффект появляется незамедлительно, в то время как при выдуве пленки требуется некоторое время для достижения такого же эффекта. Миграция антистатика не мешает внесению других ингредиентов с целостной структурой. Скользящая добавка или ускоритель экструзии имеют тенденцию повышать миграцию, в то время как наполнители или пигменты ее снижают. Также важна продолжительность эффективности антистатика. Уменьшение защиты от накопления статического электричества может быть вызвано только тем, что молекулы агента-антистатика перемещают с поверхности полимера, например, при его чистке, но дефицит молекул на поверхности проходит спустя некоторое время: защитный слой восстанавливается за счет внутренних запасов. Для сохранения длительной эффективности важна и температура хранения. Высокая температура хранения снижает миграционные способности агента и, следовательно, сокращает период его эффективности. Когда поверхность полимера, содержащего антистатический агент, тщательно промыта, высокий уровень защиты, достигнутый вначале, снижается так, что можно считать, что полимер антистатика не содержит. Правда, спустя несколько часов или несколько дней, за счет внутренних ресурсов этот уровень восстанавливается, т. к. антистатический агент постепенно мигрирует изнутри полимера на его поверхность. Количество необходимого для этого времени зависит от плотности полимера и других факторов. Суть процесса заключается в восстановлении постепенно утрачиваемого защитного слоя. Суперконцентраты антистатического агента приобрести несложно, ведь российский рынок поставщиков суперконцентратов постоянно расширяется.
Анастасия Романова,
компания "Мастербатч СВ"
2003 #2
|
