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 sérios. A faísca resultante de cargas elétricas pode levar a um incêndio ou até mesmo explosão de materiais inflamáveis, bem como impedir o curso de muitos processos de produção e processamento. Portanto, definitivamente vale a pena aprender mais sobre a especificidade desse fenômeno, bem como maneiras 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 de superfície (10 ¹⁴ – 10 ¹⁸ Ω). Isso se aplica, inter alia, a materiais poliméricos, 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 eletricidade estática, no entanto, tem um efeito adverso não apenas nos usuários finais de polímeros. Ela também afeta o processamento e a produção de polímeros. Esse fenômeno reduz a velocidade do processo tecnológico, gera perdas de material, causa contaminação do produto e acelera sua decomposição, resultando na liberação de compostos tóxicos. Carga elétrica estacionária pode ocorrer ao despejar líquido ou despejar materiais soltos não condutores, desenrolar fitas ou papel alumínio de um tambor, caminhar sobre uma superfície eletrificada ou vestir e tirar roupas.

Como evitar eletricidade estática?

A eletricidade estática pode ser minimizada ou mesmo completamente eliminada pelo uso de aditivos antiestáticos apropriados, como surfactantes que reduzem a polarização de plásticos . Os agentes antiestáticos reduzem a resistividade da superfície 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: qual a diferença?

Os agentes antiestáticos podem ser divididos de acordo com 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 desse tipo de composto é muito curta, devido à sua abrasão sob a influência de fatores mecânicos. Esses compostos perdem sua atividade após apenas 6 semanas e, a esse respeito, não igualam as propriedades dos agentes antiestáticos internos.

Os agentes antiestáticos internos , que são adicionados ao plástico durante seu processamento, como outros tipos de aditivos de polímero, funcionam de forma completamente diferente. Após 24-48 horas do processo de extrusão, eles migram para a superfície do material, formando uma película higroscópica que atrai água. A camada criada tem uma função condutora, pois descarrega 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 de agentes antiestáticos internos que garante um período mais longo de sua atividade – as camadas que são desgastadas da superfície do polímero são substituídas.

Compostos químicos com propriedades antiestáticas

Dependendo do tipo de plástico, agentes antiestáticos com várias estruturas químicas são usados ​​na indústria. 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 ao processar o filme. Os agentes antiestáticos iônicos são compostos como:

• compostos catiônicos, que incluem sais de amônio quaternário,

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

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

Quais são as características de um agente antiestático eficaz?

Independentemente do mecanismo de ação, os agentes antiestáticos devem ter várias características que garantam sua alta eficiência. Essas características são principalmente:

• propriedades hidrofílicas e higroscópicas,

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

• a capacidade de migrar em direção à superfície do material.

Plásticos na indústria alimentícia

A principal matéria-prima utilizada na produção de filme de embalagem na indústria alimentícia é o polietileno . O polietileno (PE) é um polímero caracterizado pela resistência à tração, ausência de cheiro e sabor e uma estrutura cerosa com cor leitosa. Graças a essas propriedades, é utilizado na produção de, entre outros: folhas, embalagens, recipientes, garrafas, bem como canos de água potável . O plástico tem uma resistência superficial de cerca de 10 ¹⁵ Ω, o que torna os fenômenos eletrostáticos evidentes em grande medida. Por esse motivo, durante a produção de vários elementos de polietileno, é necessário utilizar agentes que impeçam 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 PCC Group inclui produtos como: Chemstat 122 , Chemstat PS-101 , Chemstat G118/9501 , Chemstat 3820 e Chemstat LD-100/60DC . Essas substâncias reduzem efetivamente a resistência da superfície até o valor de 10 ¹⁰ Ω, o que garante um excelente efeito antiestático, eliminando assim o problema do acúmulo de cargas elétricas na superfície do material e descargas de faíscas. Alguns deles também podem ser usados ​​na produção de embalagens para a indústria alimentícia.

Deve-se prestar atenção especial ao produto especializado, que éo Roksol AZR . Este agente antiestático é dedicado ao filme stretch usado no embrulho manual de mercadorias em paletes. O produto tem excelentes propriedades antiestáticas, pois reduz a resistência da superfície para 10 ⁸ Ω.

Agentes antiestáticos – adição ou necessidade?

O uso de agentes antiestáticos na produção de plásticos é definitivamente uma necessidade. Sua presença é essencial, pois facilitam o processo de produção e previnem descargas perigosas de faíscas. Eles também fornecem benefícios adicionais, como limitar o acúmulo de poeira em objetos de plástico que é atraída por muita carga elétrica. Devido aos vários 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. Ele continha 200.000 m ³ de hidrogênio inflamável. Durante o pouso, provavelmente devido a uma faísca elétrica, o gás se inflamou, fazendo com que o dirigível queimasse completamente.