Antistatik ajanlar – statik elektriğin etkilerini azaltan plastikler için katkı maddeleri

Statik elektrik çok daha büyük ölçekte de meydana gelebilir ve ciddi, olumsuz etkilere neden olabilir. Elektrik yüklerinden kaynaklanan kıvılcım , yanıcı maddelerin yangına veya hatta patlamasına yol açabilir ve ayrıca birçok üretim ve işleme sürecinin seyrini engelleyebilir. Bu nedenle, bu olgunun özgüllüğü ve oluşumuna karşı koyma yolları hakkında daha fazla bilgi edinmeye kesinlikle değer.

Statik elektrik nedir?

Statik elektrik, düşük iletkenliğe ve yüksek yüzey direncine (10 ¹⁴ – 10 ¹⁸ Ω) sahip malzemelerde 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 elektrik, yalnızca polimerlerin son kullanıcıları üzerinde olumsuz bir etkiye sahip değildir. Aynı zamanda polimerlerin işlenmesini ve üretimini de etkiler. Bu olgu, teknolojik sürecin hızını düşürür, malzeme kayıplarına neden olur, ürünün kirlenmesine neden olur ve ayrışmasını hızlandırır, bunun sonucunda da toksik bileşikler açığa çıkar. Sıvı dökerken veya iletken olmayan gevşek malzemeler dökerken, bir tamburdan bant veya folyoyu çözerken, elektrik yüklü bir yüzeyde yürürken veya kıyafet giyerken ve çıkarırken sabit elektrik yükü oluşabilir.

Statik elektrikten nasıl kaçınılır?

Statik elektrik , plastiklerin polarizasyonunu azaltan yüzey aktif maddeler gibi uygun antistatik katkı maddelerinin kullanımıyla en aza indirilebilir veya tamamen ortadan kaldırılabilir. Antistatik maddeler, malzemelerin yüzey direncini azaltır, bu da yükün dağılmasına neden olur ve sonuç olarak olumsuz fenomenin oluşumunu azaltır.

Harici ve dahili antistatik maddeler – aralarındaki farklar nelerdir?

Antistatik maddeler, uygulama biçimlerine göre iki gruba ayrılabilir: harici ve dahili antistatik maddeler. Bunlar, uygulama yöntemleri, etki mekanizması ve antistatik etkinin süresi bakımından birbirlerinden farklılık gösterirler.

Harici antistatik maddeler, bitmiş plastiğin yüzeyine uygulanır. Burada püskürtme ve daldırma gibi teknikler kullanılır. Bu tür bileşiklerin antistatik etki süresi, mekanik faktörlerin etkisi altında aşınmaları nedeniyle çok kısadır. Bu bileşikler sadece 6 hafta sonra aktivitelerini kaybederler ve bu açıdan dahili antistatik maddelerin özelliklerine eşit değildirler.

İşleme sırasında plastiğe 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 iletken bir işleve sahiptir, çünkü statik elektriği boşaltır ve plastik yük seviyesini azaltır.

Dahili antistatik ajanlar durumunda antistatik etki uzun sürelidir (genellikle bir yıldan fazla). Daha uzun bir aktivite süresi sağlayan dahili antistatik ajanların göçüdür – polimerin yüzeyinden aşındırılan katmanlar değiştirilir.

Antistatik özelliğe sahip kimyasal bileşikler

Sektörde, plastik türüne bağlı olarak çeşitli kimyasal yapılara sahip antistatik maddeler kullanılır. Temel olarak iki grup vardır – iyonik ve iyonik olmayan katkı maddeleri. İlk grup, nispeten yüksek polariteye sahip polimerler veya film işlenirken çok yüksek sıcaklıklar gerektirmeyen malzemeler için önerilir. İyonik antistatik maddeler şu tür bileşiklerdir:

• kuaterner amonyum tuzlarını içeren katyonik bileşikler ,

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

İkinci grup, esas olarak poliolefinler için önerilen noniyonik katkı maddeleridir . Noniyonik antistatik maddeler, amid türevleri (alkoksillenmiş amidler), amin türevleri ( alkoksillenmiş yağ aminleri ) ve gliserol esterleridir.

Etkili bir antistatik maddenin özellikleri nelerdir?

Etki mekanizmasından bağımsız olarak, antistatik ajanların yüksek etkinliğini garanti eden birkaç özelliği olmalıdır. Bu özellikler öncelikle şunlardır:

• hidrofilik ve higroskopik özellikler,

• Sudaki iyonlaşma yeteneği – iyonların varlığı suyun iletkenliğini artırır,

• Malzemenin yüzeyine doğru göç etme yeteneği.

Gıda endüstrisinde plastikler

Gıda endüstrisinde ambalaj filmi üretiminde kullanılan ana hammadde polietilendir . Polietilen (PE), çekme mukavemeti, koku ve tat eksikliği ve sütlü renkte mumsu bir yapı ile karakterize edilen bir polimerdir. Bu özellikleri sayesinde, diğerlerinin yanı sıra şunların üretiminde kullanılır: folyolar, ambalajlar, kaplar, şişeler ve içme suyu boruları . Plastiğin yüzey direnci yaklaşık 10 ¹⁵ Ω’dur, bu da elektrostatik olayları büyük ölçüde belirgin hale getirir. Bu nedenle, çeşitli polietilen elemanlarının üretimi sırasında, yüklerin birikmesini önleyen maddeler kullanmak gerekir.

Antistatik olarak hangi yüzey aktif maddeler kullanılabilir?

Polietilende yaygın olarak kullanılan antistatik maddeler, dahili olarak uygulanan bileşiklerdir. PCC Grubunun ürün portföyünde Chemstat 122 , Chemstat PS-101 , Chemstat G118/9501 , Chemstat 3820 ve Chemstat LD-100/60DC gibi ürünler yer almaktadır. Bu maddeler, yüzey direncini 10 ¹⁰ Ω değerine kadar etkili bir şekilde düşürerek mükemmel bir antistatik etki sağlar ve böylece malzeme yüzeyinde elektrik yüklerinin birikmesi ve kıvılcım deşarjları sorununu ortadan kaldırır. Bunlardan bazıları gıda endüstrisi için ambalaj üretiminde de kullanılabilir.

Özellikle uzman ürün olanRoksol AZR’ye dikkat edilmelidir. Bu antistatik madde, paletler üzerindeki malların manuel olarak sarılmasında kullanılan streç filme adanmıştır. Ürün, yüzey direncini 10 ⁸ Ω’a düşürdüğü için mükemmel antistatik özelliklere sahiptir.

Antistatik maddeler – ilave mi, gereklilik mi?

Plastik üretiminde antistatik maddelerin kullanımı kesinlikle bir zorunluluktur. Üretim sürecini kolaylaştırmaları ve tehlikeli kıvılcım deşarjlarını önlemeleri nedeniyle varlıkları önemlidir. Ayrıca, çok fazla elektrik yükü tarafından çekilen plastik nesneler üzerindeki toz birikimini 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 tarihinin en büyük Hindenburg hava gemisinin yangınına neden oldu. İçinde 200.000 ^m3 yanıcı hidrojen vardı. İniş sırasında, büyük ihtimalle bir elektrik kıvılcımı nedeniyle gaz tutuştu ve hava gemisinin tamamen yanmasına neden oldu.