Agenti antistatici: classificazione

Gli agenti antistatici riducono la tendenza delle superfici ad accumulare cariche elettrostatiche. Possono essere incorporati con altre sostanze durante la fase di composizione o applicati direttamente sulla superficie come rivestimento antistatico.

Poiché la maggior parte delle sostanze polimeriche sono isolanti, non scaricano facilmente l’elettricità statica prodotta da vari tipi di attrito e sono soggette ad accumulo di elettricità statica. Ciò rende la plastica suscettibile all’adesione di polvere e sporco.

La maggior parte degli agenti antistatici si basa su tensioattivi che combinano all’interno delle loro molecole un gruppo idrofilo per l’emissione di carica elettrica con un gruppo idrofobo per una migliore affinità con la plastica.

Classificazione degli agenti antistatici

A seconda della loro struttura possono essere ionici o non ionici.

Ionici

Gli antistatici ionici mostrano una elevata capacità di adsorbimento, maggior efficacia e migliore effetto antistatico. Sono suddivisi in:

• composti cationici come sali  di ammonio quaternario, fosfonio, solfonio utilizzati nella plastica o nel processo di rifinitura di tessuti sintetici. I sali di ammonio quaternario mostrano prestazioni antistatiche superiori, ma soffrono dello svantaggio dello scolorimento.
• composti anionici, solitamente sali di sodio di solfonati, fosfati e acidi carbossilici con capacità antistatiche di questi tensioattivi sono inferiori agli altri tipi di tensioattivi.
• anfoteri come derivati della betaina costituita da un catione come lo ione ammonio e un anione fosfonio. Possono essere utilizzati in condizioni alcaline o acide. Hanno capacità antistatiche relativamente buone, ma possono causare problemi di scolorimento se esposti al calore.

Non ionici

Gli agenti antistatici non ionici sono costituiti da un’ampia varietà di sostanze chimiche che includono  esteri, come esteri di glicerolo degli acidi grassi e ammine terziarie etossilate. Questi sistemi tendono ad essere di natura igroscopica, con coppie solitarie di elettroni disponibili sugli atomi di ossigeno, che aiutano a condurre la carica statica lontano dalla superficie di un polimero. Grazie alla loro eccellente resistenza al calore e alla buona compatibilità con i polimeri, sono utilizzati durante la lavorazione della plastica.

Interni e esterni

Gli agenti antistatici possono essere interni o esterni. Quelli interni sono introdotti durante le fasi di lavorazione del polimero e hanno una compatibilità limitata con esso. Migrano continuamente sulla superficie del polimero, per formare un film sottile che non altera l’aspetto della superficie. L’antistatico deve presentare il giusto livello di compatibilità con il particolare polimero per una migrazione controllata in superficie.

Gli antistatici esterni sono applicati direttamente sulla superficie della plastica dopo la lavorazione, di solito con una soluzione acquosa e/o alcolica (1–2%). Gli antistatici esterni possono essere facilmente rimossi per contatto con solventi o per strofinio. Sono utilizzati principalmente in fibre tessili, imballaggi per cosmetici, flaconi di medicinali e flaconi per la pulizia della casa per eliminare l’accumulo della polvere

Antistatici e polimeri

Le materie plastiche sono materiali isolanti soggetti ad accumuli e scariche elettrostatiche a seconda della resistività superficiale della parte. Le materie plastiche come polipropilene e polivinilcloruro tendono a raccogliere elettroni e a caricarsi negativamente. Gli agenti antistatici sono in grado di controllare l’accumulo di carica elettrica statica soprattutto sulle superfici polimeriche.

Questo accumulo di carica sulla superficie rende il materiale soggetto a scariche elettriche, adesione di polvere e aderenza statica. La dissipazione della carica statica si basa sulla creazione delle condizioni affinché gli elettroni indesiderati si allontanino dalla superficie.

Gli agenti antistatici vengono utilizzati nel processo di polimerizzazione a bassa pressione delle olefine per evitare la carica elettrostatica delle particelle polimeriche in formazione. Si ritiene che essi riducano il rivestimento delle pareti e la formazione di agglomerati polimerici nel reattore di polimerizzazione e nell’apparecchiatura a valle.

I vantaggi secondari dell’incorporazione di antistatici nei sistemi polimerici includono una migliore lavorabilità e rilascio dallo stampo, nonché una migliore lubrificazione interna ed esterna. Gli antistatici esterni come sali di ammonio quaternario vengono applicati alla superficie della parte in plastica finita attraverso tecniche come spruzzatura, pulizia o immersione.