Antistatik ajanlar – statik elektriğin etkilerini azaltan plastikler için katkı maddeleri

Statik elektrik de çok daha büyük ölçekte meydana gelebilir ve ciddi, olumsuz etkilere neden olabilir. Elektrik yüklerinden kaynaklanan kıvılcım , yanıcı maddelerin yangına ve hatta patlamasına neden olabileceği gibi, birçok üretim ve işleme sürecinin ilerlemesini de engelleyebilir. Bu nedenle, bu olgunun özgüllüğü ve oluşumunu engellemenin yolları hakkında daha fazla bilgi edinmeye kesinlikle değer.

Statik elektrik – neyle ilgili?

Statik elektrik, düşük iletkenliğe ve yüksek yüzey direncine (10 ¹⁴ – 10 ¹⁸ Ω) sahip malzemeler üzerinde elektrik yüklerinin birikmesidir . Bu, diğerlerinin yanı sıra, aşağıdakiler gibi polimerik malzemeler için de geçerlidir:

• polietilen (PE) ,

• polipropilen (PP) ,

• polivinil klorür (PVC) ,

• polietilen tereftalat (PET),

• poliüretan (PUR) ,

• polikarbonat (PC).

Birikmiş elektrik yükleri, plastik ürünlerin kullanımını engelleyen kıvılcım deşarjlarına neden olur. Ancak statik elektriğin yalnızca polimerlerin son kullanıcıları üzerinde olumsuz etkisi yoktur. Aynı zamanda polimerlerin işlenmesini ve üretimini de etkiler. Bu olay teknolojik sürecin hızını azaltır, maddi kayıplara neden olur, ürünün kirlenmesine neden olur ve ayrışmasını hızlandırır, bunun sonucunda toksik bileşikler açığa çıkar. Sıvı dökerken veya iletken olmayan gevşek malzemeleri dökerken, varilden bant veya folyo açarken, elektrikli bir yüzey üzerinde yürürken veya kıyafet giyip çıkarırken sabit elektrik yükü oluşabilir.

Statik elektrikten nasıl kaçınılır?

Plastiklerin polarizasyonunu azaltan yüzey aktif maddeler gibi uygun antistatik katkı maddelerinin kullanılmasıyla statik elektrik en aza indirilebilir veya hatta tamamen ortadan kaldırılabilir. Antistatik maddeler, malzemelerin yüzey direncini azaltır, bu da yükün dağılmasına neden olur ve sonuç olarak olumsuz olayın ortaya çıkmasını azaltır.

Harici ve dahili antistatik maddeler – nasıl farklılar?

Antistatik maddeler, uygulama alanlarına göre iki gruba ayrılabilir: harici ve dahili antistatik maddeler. Uygulama yöntemi, etki mekanizması ve antistatik etkinin süresi bakımından birbirlerinden farklıdırlar. Dış antistatik maddeler bitmiş plastiğin yüzeyine uygulanır. Burada püskürtme, daldırma gibi teknikler kullanılır. Bu tip bileşiklerin antistatik etki süresi, mekanik faktörlerin etkisi altında aşınmaları nedeniyle çok kısadır. Bu bileşikler sadece 6 hafta sonra aktivitelerini kaybederler ve bu bakımdan dahili antistatik ajanların özelliklerine eşit değildirler. Plastiğin işlenmesi sırasında eklenen dahili antistatik maddeler , diğer polimer katkı maddeleri gibi tamamen farklı çalışır. Ekstrüzyon işleminden 24-48 saat sonra malzemenin yüzeyine göç ederek suyu çeken higroskopik bir film oluştururlar. Oluşturulan katman, statik elektriği boşalttığı ve plastik yük seviyesini azalttığı için iletken bir işleve sahiptir. Dahili antistatik maddeler durumunda antistatik etki uzun sürelidir (genellikle bir yıldan fazla). Daha uzun bir aktivite süresi sağlayan, dahili antistatik maddelerin göçüdür – polimerin yüzeyinden aşındırılan katmanlar değiştirilir.

Antistatik özelliklere sahip kimyasal bileşikler

Endüstride plastiğin cinsine göre çeşitli kimyasal yapıya sahip antistatik maddeler kullanılmaktadır. Temel olarak iyonik ve iyonik olmayan katkı maddeleri olmak üzere iki grup vardır. Birinci grup, nispeten yüksek polariteye sahip polimerler veya filmin işlenmesi sırasında çok yüksek sıcaklık gerektirmeyen malzemeler için önerilir. İyonik antistatik maddeler aşağıdaki gibi bileşiklerdir:

• kuaterner amonyum tuzlarını içeren katyonik bileşikler ,

• anyonik bileşikler – bunlar esas olarak fosfor içeren bileşiklerdir (fosforik asit (V), fosfatlar (V) türevleri) – polivinil klorür için kullanılır ve ayrıca kükürt içeren bileşikler (sülfatlar (VI), sülfonatlar) – aşağıdaki gibi polimerler için kullanılır: polivinil klorür ve polistiren olarak.

İkinci grup ise esas olarak poliolefinler için önerilen iyonik olmayan katkılardır . İyonik olmayan antistatik maddeler, amid türevleri (alkoksilenmiş amidler), amin türevleri ( alkoksilenmiş yağlı aminler ) ve gliserol esterleridir.

Etkili bir antistatik maddenin özellikleri nelerdir?

Etki mekanizması ne olursa olsun, antistatik ajanların yüksek verimliliklerini sağlayan çeşitli özelliklere sahip olması gerekir. Bu özellikler öncelikle şunlardır:

• hidrofilik ve higroskopik özellikler,

• suda iyonlaşma yeteneği – iyonların varlığı suyun iletkenliğini arttırır,

• malzemenin yüzeyine doğru hareket etme yeteneği.

Gıda endüstrisindeki plastikler

Gıda sektöründe ambalaj filmi üretiminde kullanılan ana hammadde polietilendir . Polietilen (PE), çekme mukavemeti, kokusuz ve tadı olmayan, süt renginde mumsu bir yapıya sahip bir polimerdir. Bu özellikleri sayesinde diğerlerinin yanı sıra folyo, ambalaj, kap, şişe ve içme suyu borularının üretiminde kullanılır . Plastiğin yaklaşık 10 ¹⁵ Ω’luk bir yüzey direnci vardır, bu da elektrostatik olguyu büyük ölçüde belirginleştirir. Bu nedenle çeşitli polietilen elemanların üretimi sırasında yük birikimini engelleyici maddelerin kullanılması gerekmektedir.

Antistatik ajanlar olarak hangi yüzey aktif maddeler kullanılabilir?

Polietilende yaygın olarak kullanılan antistatik maddeler dahili olarak uygulanan bileşiklerdir. PCC Grubunun ürün portföyü şu ürünleri içermektedir: Chemstat 122 , Chemstat PS-101 , Chemstat G118/9501 , Chemstat 3820 ve Chemstat LD-100/60DC . Bu maddeler yüzey direncini etkili bir şekilde 10 ¹⁰ Ω değerine kadar azaltır, bu da mükemmel bir antistatik etkiyi garanti eder, böylece malzeme yüzeyinde elektrik yüklerinin birikmesi ve kıvılcım deşarjları sorununu ortadan kaldırır. Bunlardan bir kısmı gıda sanayine yönelik ambalaj üretiminde de kullanılabilmektedir. Uzman ürün olanRoksol AZR’ye özellikle dikkat edilmelidir. Bu antistatik madde, malların paletler üzerine manuel olarak sarılmasında kullanılan streç filmlere yöneliktir. Ürün, yüzey direncini 10 ⁸ Ω’a düşürdüğü için mükemmel antistatik özelliklere sahiptir.

Antistatik maddeler – ilave mi yoksa gereklilik mi?

Plastik üretiminde antistatik maddelerin kullanılması kesinlikle bir zorunluluktur. Üretim sürecini kolaylaştırdıkları ve tehlikeli kıvılcım boşalmalarını önledikleri için bunların varlığı önemlidir. Ayrıca çok fazla elektrik yükünün çektiği plastik nesneler üzerinde toz birikmesini sınırlamak gibi ek faydalar da sağlarlar. Antistatik maddelerin çeşitli etki mekanizmaları nedeniyle, bunları üretim sürecinin belirli koşullarına göre ayarlamak ve nihai etkiyi en üst düzeye çıkarmak mümkündür.

İlginç gerçek

1937’de statik elektrik, Almanya tarihindeki en büyük Hindenburg zeplin yangınına neden oldu. 200.000 ^m3 yanıcı hidrojen içeriyordu. İniş sırasında büyük ihtimalle elektrik kıvılcımından dolayı gaz ateşlendi ve zeplin tamamen yanmasına neden oldu.