สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ – สารเติมแต่งสำหรับพลาสติกที่ลดผลกระทบของไฟฟ้าสถิต

ไฟฟ้าสถิตสามารถเกิดขึ้นได้ในระดับที่ใหญ่กว่ามาก และก่อให้เกิดผลกระทบเชิงลบที่ร้ายแรง ประกายไฟที่เกิดจากประจุไฟฟ้าสามารถทำให้เกิด เพลิงไหม้ หรือ ระเบิดวัสดุที่ติดไฟได้ รวมถึงขัดขวางกระบวนการผลิตและการแปรรูปต่างๆ ดังนั้นจึงควรเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับลักษณะเฉพาะของปรากฏการณ์นี้ รวมถึงวิธีป้องกันการเกิดปรากฏการณ์นี้

ไฟฟ้าสถิตคืออะไร?

ไฟฟ้าสถิตย์คือการสะสมประจุไฟฟ้า บนวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำและความต้านทานพื้นผิวสูง (10 ¹⁴ – 10 ¹⁸ Ω) ซึ่งใช้ได้กับวัสดุโพลีเมอร์ เช่น:

• โพลีเอทิลีน (PE) ,

–

• โพลีโพรพีลีน (PP) ,

–

• โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) ,

–

• โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET)

–

• โพลียูรีเทน (PUR) ,

–

• โพลีคาร์บอเนต (พีซี)

ประจุไฟฟ้าที่สะสมทำให้เกิด ประกายไฟ ซึ่งขัดขวางการใช้ผลิตภัณฑ์พลาสติก อย่างไรก็ตาม ไฟฟ้าสถิตมี ผลเสีย ไม่เพียงแต่กับผู้ใช้โพลีเมอร์เท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อการแปรรูปและการผลิตโพลีเมอร์ ด้วย ปรากฏการณ์นี้ทำให้ความเร็วของกระบวนการทางเทคโนโลยีลดลง ก่อให้เกิดการสูญเสียวัสดุ ทำให้ผลิตภัณฑ์ปนเปื้อน และเร่งการสลายตัว ซึ่งส่งผลให้สารประกอบพิษถูกปล่อยออกมา ประจุไฟฟ้าคงที่อาจเกิดขึ้นได้ขณะเทของเหลวหรือเทวัสดุหลวมๆ ที่ไม่นำไฟฟ้า ขณะคลายเทปหรือฟอยล์ออกจากถัง เดินบนพื้นผิวที่มีไฟฟ้า หรือสวมและถอดเสื้อผ้า

จะป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ได้อย่างไร?

ไฟฟ้าสถิตสามารถลดน้อยลงหรือกำจัดได้หมดสิ้นด้วยการใช้ สารเติมแต่งป้องกันไฟฟ้าสถิต ที่เหมาะสม เช่น สารลดแรงตึงผิวที่ช่วยลดการเกิดโพลาไรเซชันของ พลาสติก สารป้องกันไฟฟ้าสถิตจะลดความต้านทานพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งทำให้ประจุกระจายตัว และส่งผลให้ปรากฏการณ์ที่ไม่พึงประสงค์ลดน้อยลง

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ภายนอกและภายใน แตกต่างกันอย่างไร?

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์สามารถแบ่งตามการใช้งานได้เป็น 2 กลุ่ม ได้แก่ สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ภายนอกและภายใน สารเหล่านี้แตกต่างกันในวิธีการใช้งาน กลไกการออกฤทธิ์ และระยะเวลาของฤทธิ์ป้องกันไฟฟ้าสถิตย์

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ภายนอก ถูกนำไปใช้กับพื้นผิวของพลาสติกสำเร็จรูป โดยใช้เทคนิคเช่นการพ่นและการจุ่ม สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ของสารประกอบประเภทนี้มีระยะเวลาสั้นมาก เนื่องจากการสึกกร่อนภายใต้อิทธิพลของปัจจัยทางกล สารประกอบเหล่านี้จะสูญเสียฤทธิ์หลังจากผ่านไปเพียง 6 สัปดาห์ และในแง่นี้ จึงไม่เท่ากับคุณสมบัติของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ภายใน

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ภายใน ซึ่งถูกเติมลงในพลาสติกระหว่างการประมวลผล เช่นเดียวกับสารเติมแต่งโพลีเมอร์ประเภทอื่น ทำงานแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง หลังจากผ่านไป 24-48 ชั่วโมงหลังจากกระบวนการอัดรีด สารเหล่านี้จะเคลื่อนตัวไปที่พื้นผิวของวัสดุ ก่อตัวเป็นฟิล์มดูดความชื้นที่ดึงดูดน้ำ ชั้นที่สร้างขึ้นมีหน้าที่ในการนำไฟฟ้า โดยจะปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตและลดระดับประจุพลาสติก

ผลของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ในกรณีของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ภายในจะคงอยู่ยาวนาน (โดยปกติจะเกินหนึ่งปี) การเคลื่อนตัวของสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ภายในช่วยให้มั่นใจได้ว่าสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์จะคงอยู่ได้นานขึ้น โดยชั้นที่ถูกขัดออกจากพื้นผิวของพอลิเมอร์จะถูกแทนที่

สารเคมีที่มีคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตย์

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่มีโครงสร้างทางเคมีต่างๆ จะถูกใช้ในอุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับประเภทของพลาสติก โดยทั่วไปแล้วจะมีสารเติมแต่งสองกลุ่ม ได้แก่ สารเติมแต่งแบบไอออนิกและแบบไม่มีไอออนิก กลุ่มแรกแนะนำสำหรับโพลีเมอร์ที่มีขั้วค่อนข้างสูงหรือสำหรับวัสดุที่ไม่ต้องการอุณหภูมิสูงเกินไปในการแปรรูปฟิล์ม สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์แบบไอออนิก เป็นสารประกอบดังต่อไปนี้:

• สารประกอบไอออนบวก ซึ่งรวมถึงเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารี

–

• สารประกอบแอนไออนิก – ส่วนใหญ่เป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยฟอสฟอรัส (อนุพันธ์ของกรดฟอสฟอริก (V), ฟอสเฟต (V)) – ใช้สำหรับโพลีไวนิลคลอไรด์ รวมถึงสารประกอบที่ประกอบด้วยกำมะถัน (ซัลเฟต (VI), ซัลโฟเนต) – ใช้สำหรับโพลีเมอร์ เช่น โพลีไวนิลคลอไรด์ และ โพลีสไตรีน

กลุ่มที่สองคือ สารเติมแต่งที่ไม่ใช่ไอออนิก ซึ่งส่วนใหญ่แนะนำให้ใช้กับโพลีโอเลฟิน สารป้องกันไฟฟ้าสถิตที่ไม่ใช่ไอออนิก ได้แก่ อนุพันธ์ของอะไมด์ (อะไมด์อัลคอกซิเลต) อนุพันธ์ของอะมีน ( อะมีนไขมันอัลคอกซิเลต ) และเอสเทอร์กลีเซอรอล

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่มีประสิทธิภาพมีลักษณะอย่างไร?

ไม่ว่ากลไกการออกฤทธิ์จะเป็นอย่างไร สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ควรมีคุณสมบัติหลายประการที่ช่วยให้มีประสิทธิภาพสูง คุณสมบัติหลักๆ เหล่านี้ ได้แก่:

• คุณสมบัติชอบน้ำและดูดความชื้น

–

• ความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนในน้ำ – การมีไอออนจะทำให้สภาพนำไฟฟ้าของน้ำเพิ่มขึ้น

–

• ความสามารถในการอพยพไปยังพื้นผิวของวัสดุ

–

พลาสติกในอุตสาหกรรมอาหาร

วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิต ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ในอุตสาหกรรมอาหาร คือ โพลีเอทิลีน โพลีเอทิลีน (PE) เป็นโพลิเมอร์ที่มีลักษณะเด่นคือมีความแข็งแรง ไม่มีกลิ่นและรส และมีโครงสร้างคล้ายขี้ผึ้งที่มีสีเหมือนน้ำนม ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้จึง ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ฟอยล์ บรรจุภัณฑ์ ภาชนะ ขวด และท่อน้ำดื่ม พลาสติกมีค่าความต้านทานพื้นผิวประมาณ 10 ¹⁵ Ω ซึ่งทำให้ปรากฏการณ์ไฟฟ้าสถิตย์ปรากฏให้เห็นได้อย่างชัดเจน ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องใช้สารป้องกันการสะสมประจุในระหว่างการผลิตองค์ประกอบโพลีเอทิลีนต่างๆ

สารลดแรงตึงผิวชนิดใดที่สามารถใช้เป็นสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ได้?

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่มักใช้ในโพลีเอทิลีนเป็นสารประกอบที่ใช้ภายใน กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ PCC Group ได้แก่ Chemstat 122 , Chemstat PS-101 , Chemstat G118/9501 , Chemstat 3820 และ Chemstat LD-100/60DC สารเหล่านี้สามารถลดความต้านทานพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพถึง 10 ¹⁰ Ω ซึ่งรับประกันผลการป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่ยอดเยี่ยม จึงขจัดปัญหาการสะสมของประจุไฟฟ้าบนพื้นผิวของวัสดุและการปล่อยประกายไฟได้ สารบางชนิดสามารถใช้ในการผลิตบรรจุภัณฑ์สำหรับอุตสาหกรรมอาหารได้ด้วย

ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับผลิตภัณฑ์เฉพาะทางซึ่งก็คือRoksol AZR สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์นี้ใช้สำหรับฟิล์มยืดที่ใช้ในการห่อสินค้าบนพาเลทด้วยมือ ผลิตภัณฑ์นี้มีคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่ยอดเยี่ยม เนื่องจากลดความต้านทานพื้นผิวลงเหลือ 10 ⁸ Ω

สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ – จำเป็นหรือต้องเติม?

การใช้สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ในการผลิตพลาสติกเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง สารนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากช่วยให้กระบวนการผลิตง่ายขึ้นและป้องกันการเกิดประกายไฟที่เป็นอันตราย นอกจากนี้ สารนี้ยังมีประโยชน์เพิ่มเติม เช่น ช่วยลดการสะสมของฝุ่นบนวัตถุพลาสติกที่ถูกดึงดูดด้วยประจุไฟฟ้ามากเกินไป สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์มีกลไกการทำงานที่หลากหลาย จึงสามารถปรับให้เข้ากับเงื่อนไขเฉพาะของกระบวนการผลิตได้ และเพิ่มผลลัพธ์สุดท้ายให้สูงสุด

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ

ในปีพ.ศ. 2480 ไฟฟ้าสถิตทำให้เรือเหาะฮินเดนเบิร์กลำใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์เยอรมนีเกิดเพลิงไหม้ เรือเหาะลำนี้บรรจุไฮโดรเจนที่ติดไฟได้ 200,000 ลูกบาศก์ ^เมตร ในระหว่างลงจอด ซึ่งน่าจะเกิดจากประกายไฟฟ้า ก๊าซดังกล่าวได้จุดไฟ ทำให้เรือเหาะถูกเผาไหม้จนหมด