Antistatiska medel – tillsatser för plast som minskar effekterna av statisk elektricitet

Statisk elektricitet kan också förekomma i mycket större skala och orsaka allvarliga negativa effekter. Gnistan från elektriska laddningar kan leda till brand eller till och med explosion av brandfarliga material, samt hindra många produktions- och bearbetningsprocesser. Därför är det definitivt värt att lära sig mer om detta fenomens specificitet, såväl som sätt att motverka dess förekomst.

Statisk elektricitet – vad handlar det om?

Statisk elektricitet är en uppbyggnad av elektriska laddningar på material med låg ledningsförmåga och hög ytresistans (10 ¹⁴ – 10 ¹⁸ Ω). Detta gäller bland annat polymera material, såsom:

• polyeten (PE) ,

• polypropen (PP) ,

• polyvinylklorid (PVC) ,

• polyetylentereftalat (PET),

• polyuretan (PUR) ,

• polykarbonat (PC).

Ackumulerade elektriska laddningar resulterar i gnisturladdningar som hindrar användningen av plastprodukter. Statisk elektricitet har dock en negativ effekt inte bara på slutanvändare av polymerer. Det påverkar också bearbetningen och produktionen av polymerer. Detta fenomen minskar hastigheten på den tekniska processen, genererar materialförluster, orsakar en förorening av produkten och påskyndar dess nedbrytning, som ett resultat av vilket giftiga föreningar frigörs. Stationär elektrisk laddning kan uppstå när man häller vätska eller häller icke-ledande lösa material, lindar av tejp eller folie från en trumma, går på en elektrifierad yta eller tar på och av kläder.

Hur undviker man statisk elektricitet?

Statisk elektricitet kan minimeras eller till och med helt elimineras genom att använda lämpliga antistatiska tillsatser , såsom ytaktiva ämnen som minskar polariseringen av plast . Antistatiska medel minskar ytresistiviteten hos material, vilket gör att laddningen försvinner, och som ett resultat minskar förekomsten av det negativa fenomenet.

Externa och interna antistatiska medel – hur skiljer de sig åt?

Antistatiska medel kan delas in i två grupper beroende på deras användning: externa och interna antistatiska medel. De skiljer sig från varandra i metoden för deras applicering, verkningsmekanismen och varaktigheten av den antistatiska effekten. De externa antistatiska medlen appliceras på ytan av den färdiga plasten. Här används tekniker som sprutning och doppning. Varaktigheten av den antistatiska verkan av denna typ av föreningar är mycket kort, på grund av deras nötning under påverkan av mekaniska faktorer. Dessa föreningar förlorar sin aktivitet efter bara 6 veckor och i detta avseende motsvarar de inte egenskaperna hos interna antistatiska medel. De inre antistatiska medlen , som tillsätts plasten under dess bearbetning, liksom andra typer av polymertillsatser, fungerar helt annorlunda. Efter 24-48 timmar från extruderingsprocessen migrerar de till materialets yta och bildar en hygroskopisk film som attraherar vatten. Det skapade lagret har en ledande funktion, eftersom det laddar ur statisk elektricitet och minskar nivån av plastisk laddning. Den antistatiska effekten när det gäller interna antistatiska medel är långvarig ( vanligtvis över ett år). Det är migreringen av interna antistatiska medel som säkerställer en längre period av deras aktivitet – skikten som nöts från ytan av polymeren byts ut.

Kemiska föreningar med antistatiska egenskaper

Beroende på typ av plast används antistatiska medel med olika kemiska strukturer inom industrin. I grund och botten finns det två grupper – joniska och icke-joniska tillsatser. Den första gruppen rekommenderas för polymerer med relativt hög polaritet eller för material som inte kräver för höga temperaturer vid bearbetning av filmen. De joniska antistatiska medlen är sådana föreningar som:

• katjoniska föreningar, som inkluderar kvartära ammoniumsalter,

• anjoniska föreningar – dessa är främst föreningar som innehåller fosfor (derivat av fosforsyra (V), fosfater (V)) – används för polyvinylklorid, samt svavelhaltiga föreningar (sulfater (VI), sulfonater) – används för polymerer som t.ex. som polyvinylklorid och polystyren .

Den andra gruppen är nonjoniska tillsatser , som främst rekommenderas för polyolefiner. Nonjoniska antistatiska medel är amidderivat (alkoxylerade amider), aminderivat ( alkoxylerade fettaminer) och glycerolestrar.

Vilka egenskaper har ett effektivt antistatiskt medel?

Oavsett verkningsmekanism bör antistatiska medel ha flera egenskaper som säkerställer deras höga effektivitet. Dessa funktioner är i första hand:

• hydrofila och hygroskopiska egenskaper,

• förmågan till jonisering i vatten – närvaron av joner ökar vattnets ledningsförmåga,

• förmågan att migrera mot materialets yta.

Plast i livsmedelsindustrin

Den huvudsakliga råvaran som används vid tillverkning av förpackningsfilm inom livsmedelsindustrin är polyeten . Polyeten (PE) är en polymer som kännetecknas av draghållfasthet, brist på lukt och smak och en vaxartad struktur med en mjölkaktig färg. Tack vare dessa egenskaper används den vid tillverkning av bland annat: folier, förpackningar, behållare, flaskor samt dricksvattenledningar. Plasten har en ytresistans på cirka 10 ¹⁵ Ω, vilket gör de elektrostatiska fenomenen påtagliga i stor utsträckning. Av denna anledning, under produktionen av olika polyetenelement, är det nödvändigt att använda medel som förhindrar ackumulering av laddningar.

Vilka ytaktiva ämnen kan användas som antistatiska medel?

Antistatiska medel som vanligtvis används i polyeten är internt applicerade föreningar. PCC-gruppens produktportfölj inkluderar produkter som: Chemstat 122 , Chemstat PS-101 , Chemstat G118/9501 , Chemstat 3820 och Chemstat LD-100/60DC . Dessa ämnen reducerar effektivt ytresistansen till och med värdet 10 ¹⁰ Ω, vilket garanterar en utmärkt antistatisk effekt, vilket eliminerar problemet med uppbyggnad av elektriska laddningar på materialets yta och gnisturladdningar. En del av dem kan även användas vid tillverkning av förpackningar för livsmedelsindustrin. Särskild uppmärksamhet bör ägnas specialistprodukten, som ärRoksol AZR . Detta antistatiska medel är tillägnat sträckfilm som används vid manuell inslagning av varor på pallar. Produkten har utmärkta antistatiska egenskaper, eftersom den sänker ytresistansen till 10 ⁸ Ω.

Antistatiska medel – tillägg eller nödvändighet?

Användningen av antistatiska medel vid tillverkning av plast är definitivt en nödvändighet. Deras närvaro är väsentlig eftersom de underlättar produktionsprocessen och förhindrar farliga gnisturladdningar. De ger också ytterligare fördelar som att begränsa ackumuleringen av damm på plastföremål som attraheras av för mycket elektrisk laddning. På grund av de olika verkningsmekanismerna för antistatiska medel är det möjligt att anpassa dem till specifika förhållanden i produktionsprocessen och maximera den slutliga effekten.

Intressant fakta

1937 orsakade statisk elektricitet branden på det största Hindenburg-luftskeppet i Tysklands historia. Den innehöll 200 000 m ³ brandfarligt väte. Under landningen, troligen på grund av en elektrisk gnista, antändes gasen, vilket gjorde att luftskeppet brann helt ned.