A eletricidade estática é um fenômeno comum, frequentemente observado durante as atividades diárias. Isso pode ser manifestado, por exemplo, por uma faísca elétrica ao tocar em vários objetos (por exemplo, um carrinho de compras, uma alça, um carro), ou mesmo um ser humano, ou ao pentear o cabelo - quando estão de pé.
A eletricidade estática também pode ocorrer em uma escala muito maior e causar efeitos negativos graves. A faísca resultante de cargas elétricas pode causar incêndio ou até explosão de materiais inflamáveis, além de impedir o processo de diversos processos de produção e processamento. Portanto, definitivamente vale a pena aprender mais sobre a especificidade desse fenômeno, bem como formas de neutralizar sua ocorrência.
Eletricidade estática – do que se trata?
A eletricidade estática é um aumento de cargas elétricas em materiais com baixa condutividade e alta resistência superficial (10 14 – 10 18 Ω). Isso se aplica, inter alia, a materiais poliméricos, como:
• polietileno (PE),
• polipropileno (PP),
• cloreto de polivinila (PVC),
• tereftalato de polietileno (PET),
• poliuretano (PUR),
• policarbonato (PC).
Cargas elétricas acumuladas resultam em descargas de faíscas que impedem o uso de produtos plásticos. A eletricidade estática, no entanto, tem um efeito adverso não apenas nos usuários finais de polímeros. Também afeta o processamento e a produção de polímeros. Esse fenômeno reduz a velocidade do processo tecnológico, gera perdas de material, provoca contaminação do produto e acelera sua decomposição, com a liberação de compostos tóxicos. A carga elétrica estacionária pode ocorrer durante o derramamento de líquido ou de materiais soltos não condutores, desenrolamento de fitas ou folhas de um tambor, caminhar sobre uma superfície eletrificada ou colocar e tirar roupas.
Como evitar eletricidade estática?
A eletricidade estática pode ser minimizada ou mesmo completamente eliminada pelo uso de aditivos antiestáticos combinados , como surfactantes que levarão a polarização de plásticos . Os agentes antiestáticos causam uma resistividade da superfície dos materiais, o que faz com que a carga se dissipe e, como resultado, reduz a ocorrência do adverso.
Agentes antiestáticos externos e internos – como eles diferem?
Os agentes antiestáticos podem ser divididos de acordo com sua aplicação em dois grupos: agentes antiestáticos externos e internos. Eles diferem uns dos outros no método de aplicação, no mecanismo de ação e na duração da ação antiestática. Os agentes antiestáticos são comunicações na superfície do plástico acabado. Técnicas como pulverização e imersão são usadas aqui. A duração da ação antiestática deste tipo de compostos é muito curta, devido à sua abrasão sob a influência de fatores mecânicos. Esses compostos perdem sua atividade após apenas 6 semanas e, a este respeito, eles não são iguais às propriedades dos agentes antiestáticos internos. Os agentes antiestáticos internos , que são fornecidos ao plástico durante seu processamento, como outros tipos de aditivos de polímero, funcionam de forma diferente. Após 24-48 horas do processo de extrusão, migram para a superfície do material, formando um filme higroscópico que atrai água. A camada criada tem uma função condutora, pois descarrega a eletricidade estática e reduz o nível de carga plástica. O efeito antiestático no caso de agentes antiestáticos internos é de longa duração (geralmente mais de um ano). É a migração de agentes antiestáticos internos que garante um período maior de sua atividade – como camadas que são desgastadas da superfície do polímero são substituídas.
Compostos químicos com propriedades antiestáticas
Complementar do tipo de plástico, agentes antiestáticos com várias estruturas são usados na indústria. Basicamente, existem dois grupos – aditivos iônicos e não iônicos. O primeiro grupo é recomendado para polímeros com polaridade relativamente alta ou para materiais que não exija muito altas no processamento do filme. Os agentes antiestáticos iônicos são compostos como:
• compostos catiônicos, que incluem sais de amônio quaternário,
• compostos aniônicos – são compostos principalmente que definem fósforo (derivados de ácido fosfórico (V), fosfatos (V)) – usados para cloreto de polivinila, bem como compostos contendo enxofre (sulfatos (VI), sulfonatos) – usados para polímeros como como cloreto de polivinila e poliestireno.
O segundo grupo são aditivos não iônicos , que são recomendados principalmente para poliolefinas. Os agentes antiestáticos não iônicos são derivados de amida (amidas alcoxiladas), derivados de amina ( aminas graxas alcoxiladas ) e ésteres de glicerol.
Quais são as características de um agente antiestático eficaz?
Independentemente do mecanismo de ação, os agentes antiestáticos devem possuir diversas características que garantam sua alta eficiência. Esses recursos são principalmente:
• propriedades hidrofílicas e higroscópicas,
• a capacidade de ionização na água – a presença de íons aumenta a condutividade da água,
• uma capacidade de migrar para a superfície do material.
Plásticos na indústria alimentícia
A principal matéria-prima usada na produção de filmes para embalagens na indústria alimentícia é o polietileno . O Polietileno (PE) é um polímero pela resistência à tração, falta de cheiro e sabor e uma estrutura cerosa com uma cor leitosa. Graças a estas propriedades, é utilizado na produção de, entre outros: películas, embalagens, recipientes, garrafas, bem como tubos de água potável . O plástico tem uma resistência superficial em torno de 10 15 Ω, o que torna os fenômenos eletrostáticos evidentes em grande parte. Por isso, durante a produção de diversos elementos de polietileno, é necessário o uso de agentes que evitem o acúmulo de cargas.
Quais surfactantes podem ser usados como agentes antiestáticos?
Os agentes antiestáticos comuns usados no polietileno são conhecidos internamente. O portfólio de produtos do Grupo PCC inclui produtos como: Chemstat 122 , Chemstat PS-101 , Chemstat G118 / 9501 , Chemstat 3820 e Chemstat LD-100 / 60DC . Essas substâncias comprovadas a resistência superficial até o valor de 10 10 Ω, o que garante um excelente efeito antiestático, eliminando assim o problema de acúmulo de cargas elétricas na superfície do material e descargas de faíscas. Alguns deles também podem ser utilizados na produção de embalagens para a indústria alimentícia. Atenção especial deve ser dada ao produto especializado, que é o Roksol AZR . Este agente antiestático é dedicado ao filme extensível utilizado na embalagem manual de produtos em paletes. O produto possui excelentes propriedades antiestáticas, pois estando a resistência superficial para 10 8 Ω.
Agentes antiestáticos – adição ou necessidade?
O uso de agentes antiestáticos na produção de plásticos é definitivamente uma necessidade. A sua presença é imprescindível, pois facilitam o processo de produção e evitam perigosas descargas de faíscas. Eles também fornecem benefícios adicionais, como limitar o acúmulo de poeira em objetos de plástico que é atraída por muita carga elétrica. Diversos mecanismos de ação dos agentes antiestáticos, é possível ajustá-los às condições específicas do processo de produção e maximizar o efeito final.
Fato interessante
Em 1937, a eletricidade estática causou o incêndio do maior dirigível Hindenburg da história da Alemanha. Continha 200.000 m 3 de hidrogênio inflamável. Durante o pouso, provavelmente devido a uma faísca elétrica, ou gás se inflamar, fazendo com que o dirigível queimasse completamente.
