Środki antystatyczne - po co są dodawane do tworzyw sztucznych?

Środki antystatyczne - po co są dodawane do tworzyw sztucznych?

Powszechnie zachodzącym zjawiskiem fizycznym obserwowanym podczas wykonywania codziennych czynności jest elektryzacja statyczna, popularnie zwana elektryzowaniem. Jej efektem jest między innymi unoszenie się włosów w wyniku ich czesania lub uczucie porażenia prądem po dotknięciu metalowych przedmiotów lub ludzi.

Zjawisko elektryzacji statycznej występujące w dużej skali może powodować poważne niebezpieczeństwo. Powstająca iskra może być przyczyną pożaru, eksplozji materiałów łatwopalnych oraz zatrzymania lub utrudnienia procesów przetwórczych i produkcyjnych. Ze względu na powszechność występowania tego zjawiska i negatywnych jego skutków, warto wiedzieć więcej na temat elektryzacji i sposobów zapobiegania jej.

W 1937 r. zjawisko elektryczności statycznej było powodem pożaru największego w historii sterowca Hindenburg. Przewoził on 200 tys. m sześc. wodoru, który w wyniku przeskoku iskry elektrycznej zapalił się i spowodował doszczętne spalenie sterowca.

Na czym polega elektryzacja statyczna

Elektryzacja statyczna dotyczy materiałów o niskim przewodnictwie elektrycznym i dużym oporze (około 1014-1018 Ω). Zjawisko to polega na nadmiernym gromadzeniu się ładunków elektrycznych na takich materiałach jak tworzywa sztuczne. Elektryzacji ulegają przedmioty wykonane między innymi z:
  • Poliwęglanu
  • Poliuretanu
  • Politereftalanu etylenu
  • Polichlorku winylu
  • Polipropylenu
  • Polietylenu
Skutkiem nadmiernie zgromadzonych ładunków elektrycznych są wyładowania iskrowe, powodujące dyskomfort podczas użytkowania oraz utrudniające posługiwanie się przedmiotami wykonanymi z materiałów polimerowych. Oprócz niekorzystnego wpływu elektryzacji statycznej na ostatecznych użytkowników tworzyw sztucznych, zjawisko to negatywnie wpływa na procesy wytwarzania i przetwarzania polimerów. Ogranicza ono szybkość procesu produkcyjnego, generuje straty materiału oraz przyspiesza rozkład wyrobu, w wyniku którego powstają toksyczne związki.

Do elektryzacji statycznej dochodzi podczas:

  • Przesypywania nieprzewodzących materiałów sypkich
  • Przelewania cieczy
  • Chodzenia po naelektryzowanej powierzchni
  • Odwijania z bębna taśmy lub folii
  • Zdejmowania i ubierania odzieży

W jaki sposób uniknąć elektryzacji?

W celu zminimalizowania lub całkowitego wyeliminowania zjawiska elektryzacji statycznej można zastosować odpowiednie dodatki antystatyczne. Są to surfaktanty, które obniżają polaryzowalność tworzyw sztucznych. Ich działanie polega na zmniejszeniu oporu właściwego powierzchni materiału. W efekcie ładunek elektryczny zostaje rozproszony, więc wyładowania wywołujące niekorzystne zjawiska nie występują.

Czym się różnią antystatyki zewnętrzne i wewnętrzne?

Antystatyki pod względem aplikacyjnym, można podzielić na dwie grupy: wewnętrzne i zewnętrzne. Głównymi różnicami występującymi między nimi jest mechanizm działania, sposób aplikacji oraz czas aktywności dodatku.

Środki antystatyczne zewnętrzne są nanoszone na powierzchnię produktu gotowego, wykonanego z tworzywa sztucznego. Techniką stosowaną do nakładania dodatków antyelektrostatycznych jest natryskiwanie i zanurzanie. Efektywność zewnętrznych środków antystatycznych jest mniejsza niż wewnętrznych, co wynika z działania czynników mechanicznych, które powodują ścieranie naniesionej warstwy po około 6 tygodniach.

Działanie antystatyków wewnętrznych jest zupełnie inne. Substancje te dodawane są wraz z pozostałymi dodatkami do materiału polimerowego podczas jego przetwarzania. Po około 2 dniach od wytłaczania antyelektrostatyki wewnętrzne migrują do wierzchniej warstwy materiału, gdzie tworzą hydrofilową powierzchnię przyciągającą wodę. Pełni ona funkcję przewodzącą, powodując rozproszenie i odprowadzenie ładunku przez co zmniejsza stopień naładowania tworzywa sztucznego. Antystatyki wewnętrzne zapewniają ochronę przed elektryzowaniem przez około rok. Czas ten może być wydłużony, jeśli w wyniku migracji, cząsteczki dodatku będą zastępowały te, które zostaną starte z powierzchni tworzywa sztucznego.



Prawie 1000 produktów i formulacji chemicznych dla przemysłu. Plastyfikatory uniepalniające, antyutleniacze/stabilizatory
 

Prawie 1000 produktów i formulacji chemicznych dla przemysłu. Plastyfikatory uniepalniające, antyutleniacze/stabilizatory, uniepalniacze, dyspergatory i wiele innych dodatków do tworzyw sztucznych

Polska, 56-120 Brzeg Dolny, Sienkiewicza 4

AniaBe AniaBe

Wysłany: 2018-12-10 13:00:40

Bardzo pomocny artykuł. Polecam portal produktowy PCC. Szeroka oferta specjalistycznej chemii i dodatków.