Agentes antiestáticos – aditivos para plásticos que reduzem os efeitos da eletricidade estática

A eletricidade estática também pode ocorrer em uma escala muito maior e causar efeitos negativos graves. A faísca resultante de cargas elétricas pode causar incêndio ou até mesmo explosão de materiais inflamáveis, além de impedir o andamento de diversos processos de produção e processamento. Portanto, definitivamente vale a pena aprender mais sobre a especificidade desse fenômeno, bem como formas de neutralizar sua ocorrência.

Eletricidade estática – do que se trata?

A eletricidade estática é um acúmulo de cargas elétricas em materiais com baixa condutividade e alta resistência superficial (10 ¹⁴ – 10 ¹⁸ Ω). Isto se aplica, entre outros, a materiais poliméricos, tais como:

• polietileno (PE) ,

• polipropileno (PP) ,

• cloreto de polivinila (PVC) ,

• tereftalato de polietileno (PET),

• poliuretano (PUR) ,

• policarbonato (PC).

Cargas elétricas acumuladas resultam em descargas de faíscas que impedem o uso de produtos plásticos. A electricidade estática, contudo, tem um efeito adverso não apenas nos utilizadores finais de polímeros. Também afeta o processamento e produção de polímeros. Este fenômeno reduz a velocidade do processo tecnológico, gera perdas de material, provoca a contaminação do produto e acelera sua decomposição, resultando na liberação de compostos tóxicos. A carga elétrica estacionária pode ocorrer ao despejar líquido ou materiais soltos não condutores, desenrolar fitas ou folhas de um tambor, caminhar sobre uma superfície eletrificada ou vestir e tirar roupas.

Como evitar a eletricidade estática?

A eletricidade estática pode ser minimizada ou mesmo completamente eliminada pelo uso de aditivos antiestáticos apropriados, como surfactantes que reduzem a polarização dos plásticos . Os agentes antiestáticos reduzem a resistividade superficial dos materiais, o que faz com que a carga se dissipe e, como resultado, reduz a ocorrência do fenômeno adverso.

Agentes antiestáticos externos e internos – como eles diferem?

Os agentes antiestáticos podem ser divididos de acordo com a sua aplicação em dois grupos: agentes antiestáticos externos e internos. Eles diferem entre si no método de aplicação, no mecanismo de ação e na duração da ação antiestática. Os agentes antiestáticos externos são aplicados na superfície do plástico acabado. Técnicas como pulverização e imersão são usadas aqui. A duração da ação antiestática deste tipo de compostos é muito curta, devido à sua abrasão sob a influência de fatores mecânicos. Estes compostos perdem a sua actividade após apenas 6 semanas e neste aspecto não se igualam às propriedades dos agentes antiestáticos internos. Os agentes antiestáticos internos , que são adicionados ao plástico durante o seu processamento, como outros tipos de aditivos poliméricos, funcionam de forma completamente diferente. Após 24-48 horas do processo de extrusão, migram para a superfície do material, formando um filme higroscópico que atrai água. A camada criada tem função condutora, pois descarrega a eletricidade estática e reduz o nível de carga plástica. O efeito antiestático no caso de agentes antiestáticos internos é duradouro (geralmente mais de um ano). É a migração dos agentes antiestáticos internos que garante um maior período de atividade – as camadas que são desgastadas da superfície do polímero são substituídas.

Compostos químicos com propriedades antiestáticas

Dependendo do tipo de plástico, são utilizados na indústria agentes antiestáticos com diversas estruturas químicas. Basicamente, existem dois grupos – aditivos iônicos e não iônicos. O primeiro grupo é recomendado para polímeros com polaridade relativamente alta ou para materiais que não requerem temperaturas muito altas no processamento do filme. Os agentes antiestáticos iônicos são compostos como:

• compostos catiônicos, que incluem sais de amônio quaternário,

• compostos aniônicos – são principalmente compostos contendo fósforo (derivados de ácido fosfórico (V), fosfatos (V)) – usados ​​para cloreto de polivinila, bem como compostos contendo enxofre (sulfatos (VI), sulfonatos) – usados ​​para polímeros como como cloreto de polivinila e poliestireno .

O segundo grupo são os aditivos não iônicos , recomendados principalmente para poliolefinas. Os agentes antiestáticos não iônicos são derivados de amida (amidas alcoxiladas), derivados de amina ( aminas gordurosas alcoxiladas ) e ésteres de glicerol.

Quais são as características de um agente antiestático eficaz?

Independentemente do mecanismo de ação, os agentes antiestáticos devem possuir diversas características que garantam sua alta eficiência. Esses recursos são principalmente:

• propriedades hidrofílicas e higroscópicas,

• a capacidade de ionização na água – a presença de íons aumenta a condutividade da água,

• a capacidade de migrar para a superfície do material.

Plásticos na indústria alimentícia

A principal matéria-prima utilizada na produção de filmes para embalagens na indústria alimentícia é o polietileno . O polietileno (PE) é um polímero caracterizado pela resistência à tração, ausência de cheiro e sabor e estrutura cerosa de cor leitosa. Graças a essas propriedades, é utilizado na produção de, entre outros: folhas, embalagens, recipientes, garrafas, além de canos de água potável . O plástico tem uma resistência superficial em torno de 10 ¹⁵ Ω, o que torna os fenômenos eletrostáticos em grande parte evidentes. Por isso, durante a produção de diversos elementos de polietileno, é necessário utilizar agentes que evitem o acúmulo de cargas.

Quais surfactantes podem ser usados ​​como agentes antiestáticos?

Os agentes antiestáticos comumente usados ​​em polietileno são compostos aplicados internamente. O portfólio de produtos do Grupo PCC inclui produtos como: Chemstat 122 , Chemstat PS-101 , Chemstat G118/9501 , Chemstat 3820 e Chemstat LD-100/60DC . Estas substâncias reduzem eficazmente a resistência superficial até ao valor de 10 ¹⁰ Ω, o que garante um excelente efeito antiestático, eliminando assim o problema da acumulação de cargas eléctricas na superfície do material e descargas de faíscas. Alguns deles também podem ser utilizados na produção de embalagens para a indústria alimentícia. Atenção especial deve ser dada ao produto especializado, que éo Roksol AZR . Este agente antiestático é dedicado ao filme stretch utilizado no empacotamento manual de mercadorias em paletes. O produto possui excelentes propriedades antiestáticas, pois reduz a resistência superficial para 10 ⁸ Ω.

Agentes antiestáticos – adição ou necessidade?

A utilização de agentes antiestáticos na produção de plásticos é definitivamente uma necessidade. A sua presença é essencial porque facilitam o processo de produção e evitam descargas de faíscas perigosas. Eles também oferecem benefícios adicionais, como limitar o acúmulo de poeira em objetos de plástico que são atraídos por muita carga elétrica. Devido aos diversos mecanismos de ação dos agentes antiestáticos, é possível ajustá-los às condições específicas do processo de produção e maximizar o efeito final.

Fato interessante

Em 1937, a eletricidade estática causou o incêndio do maior dirigível Hindenburg da história da Alemanha. Continha 200.000 m ³ de hidrogênio inflamável. Durante o pouso, provavelmente devido a uma faísca elétrica, o gás pegou fogo, fazendo com que a aeronave queimasse completamente.