Antistatička svojstva i sprječavanje statičkog elektriciteta u plastici
**Koncept statičkog elektriciteta:** Statički elektricitet odnosi se na relativno stacionarne električne naboje, obično pozitivne i negativne naboje koji se stvaraju na površini objekata uslijed trenja između njih.
**Elektrostatičko pražnjenje:** Statičko pražnjenje odnosi se na prijenos elektrostatskog naboja između objekata s različitim elektrostatskim potencijalima zbog izravnog kontakta ili elektrostatičke indukcije. Obično se odnosi na pojavu gdje, nakon što energija elektrostatskog polja dosegne određenu razinu, razbija medij između njih, što rezultira pražnjenjem.
**Uzroci statičkog elektriciteta:**
1. Mikroskopski uzroci: Prema teoriji atomske fizike, materija je u stanju električne ravnoteže kada je električki neutralna. Dobitak ili gubitak elektrona zbog kontakta između atoma različitih tvari uzrokuje gubitak električne ravnoteže u materiji, što rezultira statičkim elektricitetom.
2. Makroskopski uzroci: Trenje između objekata stvara toplinu, stimulirajući prijenos elektrona; kontakt i odvajanje između objekata generiraju prijenos elektrona; elektromagnetska indukcija uzrokuje neuravnoteženu raspodjelu naboja na površini predmeta; kombinirani učinak trenja i elektromagnetske indukcije.
Plastika su svi polimerni materijali s površinskim otporom i volumnim otporom većim od 10^12. Stoga plastični materijali posjeduju izvrsna izolacijska svojstva. Zbog toga su plastika i njezini proizvodi vrlo osjetljivi na stvaranje statičkog elektriciteta. Ove situacije vrlo je vjerojatno, ako ne i nemoguće, izbjeći tijekom proizvodnje, rukovanja, kontakta, odvajanja, trenja, sudara i elektromagnetske indukcije. To stvara faktore koji stvaraju statički elektricitet. Kako to učinkovito spriječiti i kontrolirati bila je tema zabrinutosti i očekivanja već dugi niz godina.
Koncept antistatičkih svojstava u plastici: Kada je površinski otpor plastike i njenih proizvoda veći od 10^6, lako se stvara statički elektricitet; između 8 i 10^6, imaju određena antistatička svojstva; između 6 i 8^6, imaju dobra antistatička svojstva; između 4 i 6^6, imaju optimalna antistatička svojstva; a ispod 4^6, imaju znatnu vodljivost, pripadaju vodičima i poluvodičkim materijalima.
Sprječavanje i kontrola statičkog elektriciteta u plastici:
1. Dodavanje higroskopnih materijala koji su bezopasni za plastiku (pomoćna sredstva) kako bi se smanjila njihova površinska otpornost. Ovo je antistatik za plastiku. Vrsta korištenog antistatičkog sredstva ovisi o vrsti plastike. Bilo da su ionski ili ne-ionski, svi su higroskopni antistatici. Nakon dodavanja ovih aditiva, ovi materijali apsorbiraju vlagu iz zraka, smanjujući površinski otpor i postižući antistatička svojstva. 2. Izravna upotreba vodljive plastike za obradu proizvoda porijeklo je vodljive plastike (smole). Trenutačno je na domaćem tržištu većina vodljive plastike još uvijek crna vodljiva plastika na bazi aditiva-; svijetlo-obojena vodljiva plastika još uvijek je u razvoju i istraživanju.
Izbor antistatičkih sredstava i vodljive plastike:
1. Antistatički agensi: uglavnom se proizvode u Zhejiangu, Šangaju, Pekingu itd. Kategorizirani su prema vrsti plastike, kao što su PVC, PP, PE, ABS, HIPS itd., s cijenama u rasponu od desetaka juana/kg. Iznos dodatka je 1-3%. Nakon dodavanja, površinski otpor je općenito 10⁸-10¹⁰, posebno u područjima s visokom vlažnošću, gdje je vrijednost znatno niža. Uvozni antistatici učinkovitiji su od domaćih, postižu 10⁸ čak iu relativno suhim područjima. Međutim, mehanizam djelovanja ove vrste antistatičkog agensa ne može dodatno poboljšati antistatičku učinkovitost. Antistatički masterbatch dizajniran je za olakšavanje proizvodnje budući da je većina plastičnih sirovina granulirana. Njegove glavne komponente su: nosač + antistatik + drugi aditivi, pri čemu je nosač obično LLDPE smola ili druge smole. 2. Vodljiva plastika: Trenutačno se većina vodljive plastike u Kini izrađuje dodavanjem vodljive čađe nano kvalitete u smolu. Varijante uključuju PC, PET, PP, PE, ABS, HIPS, PVC i razne legure plastike, ali većina je crna. Oni svijetlih boja su rjeđi. Cijene se kreću od 16-30 juana/kg. Glavna proizvodna područja su Guangdong, Zhejiang, Shandong i Peking.
3. Svijetla-obojena antistatička plastika: Izrađuje se dodavanjem nano-mlatica cinkovog oksida u plastiku, što smanjuje površinski otpor. Trenutno su skupi i rjeđe se koriste, a promocija i testiranje su u tijeku.
Pojava antistatičke plastike odigrala je ključnu ulogu u promicanju i razvoju plastičnih proizvoda i osigurala opskrbu antistatičkim proizvodima, posebno za pakiranje elektroničkih proizvoda i plastičnih proizvoda koji se koriste u aplikacijama koje zahtijevaju antistatička svojstva.