两羟基取代的化合物防静电服、防静电鞋特别高的抗静电效果


    表面活性剂的结构特点是有亲水基和憎水基。表面活性分子在高聚物表面上形成连续的吸附层后,就会吸附空气中的水蒸气,从而改变高聚物表面的吸湿性能。比较各种抗静电剂的吸湿性,就会发现阳离子表面活性剂有最高的吸湿性。在相同温度和湿度条件下,随着铵盐和咪唑啉盐分子中烷基链增长,抗静电剂的吸湿性减小。咪唑啉盐的吸湿性,按下列金属离子顺序减小::Mg>A1>Mn>Ca经表面活性剂涂敷后的高聚物表面,从空气中吸附水的平衡量A(g/cm。),可用类似Freundlich等温吸附经验式的形式来表示: A=所Ⅳ“    (3—7)式中:r——时间,s;启、n——常数。
    实验证明:吸附指数l/n正比于Ps的润湿角的余弦和假想的单体偶极矩。这说明,平衡吸水量A不仅与所用表面活性剂的种类、浓度、温度、湿度等因素有关,也与高聚物的结构、表面状态及高聚物的原始片基性质有关。例如在相同的实验条件下,用同样量的十八烷基乙基二甲基氯化铵涂敷在不同的Ps片基上,由于吸湿量不同而使这些材料呈现出不同的p。值。
    经季铵盐处理后,PS的p。值与环境相对湿度妒的关系。在妒=0时,无论用什么铵盐处理过的Ps的p,都大于10”n。随着9的增大,p。值急速减小。这说明在干燥条件下,季铵盐不能使Ps有任何抗静电作用,只有在有水分存在时才显示出抗静电作用。用PP薄膜进行试验时,也可得到类似的结果。经季铵盐和聚氧乙烯烷基胺处理过的薄膜,随空气中相对湿度增大,1一二甲基羟乙基十八烷基氯化铵2一二甲基乙基十八烷基氯化铵3一二甲基双十六烷基氯化铵4一三甲基十八烷基铵硫酸甲脂盐一双(二甲基十八烷基胺)对一二氯甲苯其抗静电作用明显增加。而对咪唑啉钙盐这些两性表面活性剂来说,却发现只有妒≤40%以下才对抗静电性能有显著影响。驴>40%后,薄膜的p。值几乎与妒无关。但如像甘油、聚乙二醇这些具有强吸湿性的物质涂在纤维上,却没有或只有很小的抗静电效果。由此可见,单纯考虑表面活性剂的吸湿性大小并不是决定抗静电效果好坏的主要因素。而必须同时考虑表面活性剂分子与水分子的作用及表面活性剂分子在水中的电离情况等。
    可见,羟基和胺基能放出质子防静电服、防静电鞋。例如在有Ⅳ一羟乙基取代时的伯胺有抗静电效果,而仲胺却没有。又如酰胺中有氮,J7、r一两羟基取代的化合物有特别高的抗静电效果。表面活性剂分子中羟基数目越多,其抗静电作用与空气中湿度的关系就越小。根据上述的质子导电机理证明:凡通过氢桥形成的线形缔合或能形成分子内环状缔合的体系,都有较高的抗静电效果。又如阴离子表面活性剂中,磷酸衍生物要比硫酸或磺酸盐有更高的抗静电效果。这也可用磷酸衍生物能与水分子发生键合作用,从而表现出有类似阳离子表面活性剂的性能防静电服防静电鞋。例如磷酸酯可与水键合,表现出类似于镡化合物的性能,从而大大改善表面电导率。
    离子型表面活性剂的抗静电性能在很大程度上取决于表面活性剂在水中的电离度。从图3—9(a)上的数据可看到,在相同的吸附水量A下,经这些铵盐处理过的Ps的p。值有较大的差别。这种差别正是由于这些铵盐具有不同离解常数Jj}。的结果。在室温下,季铵盐的|j}。值约在3.7×10~一8.28×10 q范围。经季铵盐处理过的聚苯乙烯的p。与盐类后。值的关系表示在。随着七。值增大,盐类的抗静电能力增加。相同阳离子下,季铵盐的抗静电作用与阴离子种类的关系防静电服防静电鞋。虽然同一阳离子不同阴离子季铵盐的离解常数值都较接近(岛。约为7.29×~~7.85×10。范围),但在相同A值下这些盐类的抗静电作用却与阴离子种类有很大关系。这种差别可认为是由于离子淌度(Mobility)、阴离子的电负性以及表面分子层结构不同所引起。