Антистатические агенты: состав, применение и типы.

Введение

Соединение, используемое для уменьшения или устранения накопления статического электричества.

Антистатическое средство – это соединение, применяемое для обработки материалов или их поверхностей с целью снижения или устранения накопления статического электричества. Статический заряд может генерироваться трибоэлектрическим эффектом или бесконтактным способом с использованием источника высокого напряжения. Статический заряд может появляться на поверхности в процессе печати этикеток в форме. Задача антистатического средства – сделать поверхность или сам материал слегка проводящим, либо за счет собственной проводимости, либо путем поглощения влаги из воздуха; поэтому могут применяться увлажнители. Молекулы антистатического агента часто содержат как гидрофильные, так и гидрофобные участки, подобно поверхностно-активным веществам; гидрофобная часть взаимодействует с поверхностью материала, а гидрофильная – с влагой воздуха, связывая молекулы воды. Внутренние антистатические агенты предназначены для непосредственного смешивания с материалом, а внешние – для нанесения на поверхность. Распространенные антистатические средства основаны на длинноцепочечных алифатических аминах (возможно, этоксилированных) и амидах, четвертичных солях аммония (например, хлориде бентримония или кокамидопропилбетаине), эфирах фосфорной кислоты, эфирах полиэтиленгликоля или полиолах. К традиционным мигрирующим антистатическим агентам относятся алкилфенолы с длинной цепью, этоксилированные амины и глицериновые эфиры, такие как моностеарат глицерина. Мигрирующие антистатические агенты обеспечивают экономичную защиту для краткосрочных применений, однако для других задач требуется более длительная защита или более низкое удельное сопротивление, необходимое для предотвращения искрения и защиты электроники от электростатического разряда. В этих случаях используются постоянные антистатические агенты или проводящие добавки, такие как сажа, проводящие волокна и наноматериалы. Антистатический агент для обработки покрытий может также включать ионную жидкость или раствор соли в ионной жидкости. Оксид индия-олова может использоваться в качестве прозрачного антистатического покрытия для окон. Также возможно применение проводящих полимеров, таких как PEDOT:PSS и проводящие полимерные нановолокна, в частности, нановолокна полианилина. Как правило, эти системы не отличаются высокой долговечностью в качестве покрытий, особенно оксид сурьмы-олова, который используется для создания долговечных покрытий, часто в наноформе, и затем формулируется в конечное покрытие.

An antistatic agent is a compound used for treatment of materials or their surfaces in order to reduce or eliminate buildup of static electricity. Static charge may be generated by the triboelectric effect or by a non contact process using a high voltage power source. Static charge may be introduced on a surface as part of an in mold label printing process. The role of an antistatic agent is to make the surface or the material itself slightly conductive, either by being conductive itself, or by absorbing moisture from the air; therefore, some humectants can be used. The molecules of an antistatic agent often have both hydrophilic and hydrophobic areas, similar to those of a surfactant; the hydrophobic side interacts with the surface of the material, while the hydrophilic side interacts with the air moisture and binds the water molecules. Internal antistatic agents are designed to be mixed directly into the material, external antistatic agents are applied to the surface. Common antistatic agents are based on long chain aliphatic amines (optionally ethoxylated) and amides, quaternary ammonium salts (e. g., behentrimonium chloride or cocamidopropyl betaine), esters of phosphoric acid, polyethylene glycol esters, or polyols. Traditional migrating antistatic agents include long chain alkyl phenols, ethoxylated amines, and glycerol esters, such as glycerol monostearate. Migrating antistatic agents offer cost effective protection for short term applications, but other applications need longer term protection or the lower resistivity required to prevent sparks and protect electronics from electrostatic dissipation. These applications utilize permanent antistatic agents or conductive additives such as carbon black, conductive fibers, and nanomaterials. An antistatic agent for the treatment for coatings may also involve an ionic liquid or a solution of a salt in an ionic liquid. Indium tin oxide can be used as transparent antistatic coating of windows. It is also possible to use conductive polymers, like PEDOT:PSS and conducting polymer nanofibers, particularly polyaniline nanofibers. In general these systems are not very durable for coating, especially antimony tin oxide is used for durable systems, often in its nano form, it is then formulated to a final coating.

Спиночные изделия и волокна

Волокна часто обрабатываются разбавленными растворами антистатиков совместно со смазывающими веществами. Типичными антистатиками являются алкилфосфаты и фосфонаты, разнообразные мыла и соли аммония.

Топливо

Антистатические агенты также добавляются к некоторым военным авиационным топливам и неполярным органическим растворителям для придания им электропроводности, что позволяет избежать накопления статического заряда, способного вызвать искры и воспламенить пары топлива. Stadis 450 – это агент, добавляемый в некоторые дистилляты, коммерческие авиационные топлива и военное топливо JP 8. Stadis 425 и SR 1795 производства Dorf Ketal – аналогичные соединения, предназначенные для использования в дистиллятных топливах. Продукты Statsafe используются в областях, не связанных с топливом. Antis DF3, подобный Stadis 425, представляет собой янтарную жидкость, состоящую из полиамина и полисульфона. Маслорастворимые сульфоновые кислоты, например, додецилбензолсульфоновая кислота, также могут использоваться в составе некоторых антистатических присадок. Антистатические агенты могут добавляться в неполярные растворители для повышения их электропроводности, что позволяет проводить электростатическое распыление краски. (Кислородсодержащие растворители обладают слишком высокой электропроводностью для использования в данном случае.) Полисульфоны можно получать путем реакции олефинов, в частности альфа-олефинов, с диоксидом серы. Полиамины можно получать путем реакции эпихлоргидрина с алифатическими моноаминами.