สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ – สารเติมแต่งสำหรับพลาสติกที่ลดผลกระทบของไฟฟ้าสถิต

ไฟฟ้าสถิตยังสามารถเกิดขึ้นได้ในระดับที่ใหญ่กว่ามากและก่อให้เกิดผลเสียร้ายแรง ประกายไฟที่เกิดจากประจุไฟฟ้าสามารถทำให้เกิด เพลิงไหม้ หรือ การระเบิดของวัสดุติดไฟ ได้ รวมทั้งขัดขวางกระบวนการผลิตและการประมวลผลหลายอย่าง ดังนั้นจึงคุ้มค่าที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับความเฉพาะเจาะจงของปรากฏการณ์นี้ตลอดจนวิธีรับมือกับปรากฏการณ์นี้

ไฟฟ้าสถิตย์ – มันเกี่ยวกับอะไร?

ไฟฟ้าสถิตย์คือการสะสมของประจุไฟฟ้า บนวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำและมีความต้านทานพื้นผิวสูง (10 ¹⁴ – 10 ¹⁸ Ω) สิ่งนี้ใช้กับวัสดุโพลีเมอร์ เช่น:

• โพลีเอทิลีน (PE) ,

• โพลีโพรพีลีน (PP) ,

• โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) ,

• โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET)

• โพลียูรีเทน (PUR) ,

• โพลีคาร์บอเนต(พีซี)

ประจุไฟฟ้าสะสมส่งผลให้ เกิดประกายไฟ ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการใช้ผลิตภัณฑ์พลาสติก อย่างไรก็ตาม ไฟฟ้าสถิตมี ผลกระทบ ไม่เพียงแต่ต่อผู้ใช้โพลีเมอร์เท่านั้น นอกจากนี้ยังส่งผลต่อการแปรรูปและการผลิตโพลีเมอร์ด้วย ปรากฏการณ์นี้ลดความเร็วของกระบวนการทางเทคโนโลยี สร้างการสูญเสียวัสดุ ทำให้เกิดการปนเปื้อนของผลิตภัณฑ์ และเร่งการสลายตัว อันเป็นผลมาจากการปล่อยสารประกอบพิษ ประจุไฟฟ้าที่อยู่กับที่อาจเกิดขึ้นได้ขณะเทของเหลวหรือเทวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า คลายเทปหรือฟอยล์ออกจากถัง เดินบนพื้นผิวที่ถูกไฟฟ้า หรือสวมและถอดเสื้อผ้า

จะหลีกเลี่ยงไฟฟ้าสถิตย์ได้อย่างไร?

ไฟฟ้าสถิตสามารถลดลงหรือกำจัดออกไปโดยสิ้นเชิงได้ด้วยการใช้ สารเติมแต่งป้องกันไฟฟ้าสถิต ที่เหมาะสม เช่น สารลดแรงตึงผิวที่ช่วยลดโพลาไรเซชันของ พลาสติก สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์จะช่วยลดความต้านทานพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งทำให้ประจุกระจาย และผลที่ตามมาคือช่วยลดการเกิดปรากฏการณ์ที่ไม่พึงประสงค์

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ภายนอกและภายใน – แตกต่างกันอย่างไร?

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตสามารถแบ่งตามการใช้งานออกเป็นสองกลุ่ม: สารป้องกันไฟฟ้าสถิตภายนอกและภายใน ต่างกันในเรื่องวิธีการใช้งาน กลไกการออกฤทธิ์ และระยะเวลาของการป้องกันไฟฟ้าสถิต สารป้องกันไฟฟ้าสถิตภายนอก ถูกนำไปใช้กับพื้นผิวของพลาสติกสำเร็จรูป ที่นี่ใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การฉีดพ่นและการจุ่ม ระยะเวลาในการป้องกันไฟฟ้าสถิตของสารประกอบประเภทนี้สั้นมากเนื่องจากการเสียดสีภายใต้อิทธิพลของปัจจัยทางกล สารประกอบเหล่านี้จะสูญเสียการทำงานของมันหลังจากผ่านไปเพียง 6 สัปดาห์ และด้วยเหตุนี้ สารประกอบเหล่านี้จึงไม่เท่ากับคุณสมบัติของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตภายใน สารป้องกันไฟฟ้าสถิตภายใน ซึ่งถูกเติมลงในพลาสติกในระหว่างกระบวนการผลิต เช่นเดียวกับสารเติมแต่งโพลีเมอร์ประเภทอื่นๆ ทำงานแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง หลังจากผ่านไป 24-48 ชั่วโมงจากกระบวนการอัดรีด พวกมันจะเคลื่อนตัวไปที่พื้นผิวของวัสดุ เกิดเป็นฟิล์มดูดความชื้นที่ดึงดูดน้ำ ชั้นที่สร้างขึ้นมีฟังก์ชันนำไฟฟ้าเนื่องจากจะปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตและลดระดับประจุพลาสติก ผลการป้องกันไฟฟ้าสถิตในกรณีของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตภายในจะมีอายุการใช้งานยาวนาน (โดยปกติจะนานกว่าหนึ่งปี) เป็นการโยกย้ายของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ภายในที่ช่วยให้มั่นใจได้ถึงระยะเวลาการทำงานที่ยาวนานขึ้น – ชั้นที่ถูกขัดออกจากพื้นผิวของโพลีเมอร์จะถูกแทนที่

สารประกอบเคมีที่มีคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตย์

ขึ้นอยู่กับประเภทของพลาสติก สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่มีโครงสร้างทางเคมีต่างๆ ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม โดยพื้นฐานแล้วมีสองกลุ่มคือ – สารเติมแต่งไอออนิกและไม่ใช่ไอออนิก กลุ่มแรกแนะนำสำหรับโพลีเมอร์ที่มีขั้วค่อนข้างสูงหรือสำหรับวัสดุที่ไม่ต้องการอุณหภูมิสูงเกินไปเมื่อแปรรูปฟิล์ม สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ไอออนิก เป็นสารประกอบเช่น:

• สารประกอบประจุบวก ซึ่งรวมถึงเกลือควอเทอร์นารีแอมโมเนียม

• สารประกอบประจุลบ – ส่วนใหญ่เป็นสารประกอบที่มีฟอสฟอรัส (อนุพันธ์ของกรดฟอสฟอริก (V), ฟอสเฟต (V)) – ใช้สำหรับโพลีไวนิลคลอไรด์เช่นเดียวกับสารประกอบที่มีกำมะถัน (ซัลเฟต (VI), ซัลโฟเนต) – ใช้สำหรับโพลีเมอร์เช่น เช่น โพลีไวนิลคลอไรด์ และ โพลีสไตรีน

กลุ่มที่สองคือ สารเติมแต่งที่ไม่มีไอออนิก ซึ่งส่วนใหญ่จะแนะนำสำหรับโพลีโอเลฟินส์ สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่ไม่ใช่ไอออนิกคืออนุพันธ์ของเอไมด์ (เอไมด์ที่มีอัลคอกซิเลต), อนุพันธ์ของเอมีน ( เอมีนไขมันอัลคอกซีเลต ) และกลีเซอรอลเอสเทอร์

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตที่มีประสิทธิภาพมีลักษณะเฉพาะอย่างไร?

ไม่ว่ากลไกการออกฤทธิ์จะเป็นอย่างไร สารป้องกันไฟฟ้าสถิตควรมีคุณสมบัติหลายประการที่ช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพสูง คุณสมบัติเหล่านี้เป็นหลัก:

• คุณสมบัติชอบน้ำและดูดความชื้น

• ความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนในน้ำ – การมีไอออนเพิ่มการนำไฟฟ้าของน้ำ

• ความสามารถในการเคลื่อนตัวไปยังพื้นผิวของวัสดุ

พลาสติกในอุตสาหกรรมอาหาร

วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิต ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ในอุตสาหกรรมอาหาร คือ โพลีเอทิลีน โพลีเอทิลีน (PE) เป็นโพลีเมอร์ที่มีความต้านทานแรงดึง ไม่มีกลิ่นและรสชาติ และมีโครงสร้างคล้ายขี้ผึ้งซึ่งมีสีคล้ายน้ำนม ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ จึง ใช้ในการผลิตอื่น ๆ เช่น ฟอยล์ บรรจุภัณฑ์ ภาชนะ ขวด รวมถึงท่อน้ำดื่ม พลาสติกมีความต้านทานพื้นผิวประมาณ 10 ¹⁵ Ω ซึ่งทำให้ปรากฏการณ์ไฟฟ้าสถิตปรากฏชัดเจนในระดับสูง ด้วยเหตุนี้ ในระหว่างการผลิตองค์ประกอบโพลีเอทิลีนต่างๆ จึงจำเป็นต้องใช้สารป้องกันการสะสมของประจุ

สารลดแรงตึงผิวชนิดใดที่สามารถใช้เป็นสารป้องกันไฟฟ้าสถิตได้?

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตที่ใช้กันทั่วไปในโพลีเอทิลีนเป็นสารประกอบที่ใช้ภายใน กลุ่มผลิตภัณฑ์ของกลุ่ม PCC ประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น Chemstat 122 , Chemstat PS-101 , Chemstat G118/9501 , Chemstat 3820 และ Chemstat LD-100/60DC สารเหล่านี้ลดความต้านทานพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้กระทั่งค่า 10 ¹⁰ Ω ซึ่งรับประกันผลการป้องกันไฟฟ้าสถิตที่ดีเยี่ยม จึงช่วยขจัดปัญหาการสะสมประจุไฟฟ้าบนพื้นผิวของวัสดุและการปล่อยประกายไฟ บางส่วนยังสามารถใช้ในการผลิตบรรจุภัณฑ์สำหรับอุตสาหกรรมอาหารได้อีกด้วย ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับผลิตภัณฑ์เฉพาะทางซึ่งก็คือRoksol AZR สารป้องกันไฟฟ้าสถิตนี้ใช้สำหรับฟิล์มยืดที่ใช้ในการห่อสินค้าบนพาเลทด้วยมือโดยเฉพาะ ผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตได้ดีเยี่ยม เนื่องจากลดความต้านทานพื้นผิวลงเหลือ 10 ⁸ Ω

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ – เพิ่มเติมหรือจำเป็น?

การใช้สารป้องกันไฟฟ้าสถิตในการผลิตพลาสติกถือเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง การมีอยู่ของสารเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการผลิตและป้องกันการปล่อยประกายไฟที่เป็นอันตราย นอกจากนี้ยังให้ประโยชน์เพิ่มเติม เช่น จำกัดการสะสมของฝุ่นบนวัตถุพลาสติกที่ถูกดึงดูดด้วยประจุไฟฟ้ามากเกินไป เนื่องจากกลไกการออกฤทธิ์ที่หลากหลายของสารป้องกันไฟฟ้าสถิต จึงสามารถปรับให้เข้ากับสภาวะเฉพาะของกระบวนการผลิตและเพิ่มผลขั้นสุดท้ายได้สูงสุด

ความจริงที่น่าสนใจ

ในปี 1937 กระแสไฟฟ้าสถิตทำให้เกิดเพลิงไหม้เรือเหาะ Hindenburg ที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของเยอรมนี มีไฮโดรเจนไวไฟ 200,000 ^ลบ.ม. ในระหว่างการลงจอด น่าจะเกิดจากประกายไฟไฟฟ้า ก๊าซจึงติดไฟ ส่งผลให้เรือเหาะไหม้จนหมด