1. Molekulaszerkezet és jellemző csoportok tulajdonságai és hozzáadott mennyisége [3]
Az antisztatikus szerek hatása elsősorban felületaktív anyagként való alapvető jellemzőitől – felületi aktivitásától – függ. A felületi aktivitás összefügg a hidrofil csoport típusával, a hidrofób csoport típusával, a molekula alakjával és a molekulatömeggel. Ha az antisztatikus szer molekulái a fázis határfelületén irányítottan adszorbeálódnak, a fázis határfelület szabad energiája, valamint a víz és a műanyag közötti kritikus érintkezési szög csökken. Ez az adszorpció csak a mátrix tulajdonságaival függ össze, de a felületaktív anyag tulajdonságaival is. A polaritáshasonlósági szabály szerint a felületaktív anyag molekula szénhidrogén lánc része hajlamos érintkezni a polimer szegmenssel, a poláris csoport része pedig a levegőben lévő vízzel. Hidrofób anyagként a polimer anyag felületén lévő antisztatikus szer fő funkciója, hogy szabályos hidrofil adszorpciós réteget képezzen a levegőben a víz felé.
Azonos légnedvesség esetén a jó hidrofil tulajdonságú antisztatikus szer több vizet köt meg, így a polimer felülete több vizet tud felvenni, és az ionionizáció feltételei is megfelelőbbek, javítva ezzel az antisztatikus hatást.
A töltésátvitel protoncserével is megtörténhet. A hidroxil- vagy aminocsoportokat tartalmazó antisztatikus szerek hidrogénkötéssel láncokká kapcsolhatók, és alacsonyabb páratartalom mellett is működhetnek. Száraz levegőjű környezetben, ha a műanyag termékeknek közvetlenül az öntés után antisztatikus tulajdonságokat kell kifejteniük, a poliol-monosztearát antisztatikus szerek használata nagyon hatékony. A polipropilénben lévő hidroxi-etil-alkil-amin csak 50%-os relatív páratartalom melletti tárolás után fejti ki a legjobb antisztatikus hatást, és a páratartalom erősen befolyásolja. A sztearinsav-monoglicerid az adagolás után azonnal antisztatikus hatást fejt ki, a páratartalom nem befolyásolja, de a tárolási idő meghosszabbodásával a hatása nyilvánvalóan csökken.
Az adalék antisztatikus hatását az adalékanyagnak a műanyag termék felületére való migrációs sebessége határozza meg. Ha a műanyag termék felületét egy folyamatos vezető réteg borítja, a töltés csillapítása optimális.
Az antisztatikus szer molekulatömege túl nagy, ami nem kedvez a polimer felületére való migrációjának; a molekulatömeg túl alacsony, a mosási ellenállás és a felületi súrlódási ellenállás nem jó. Az antisztatikus szer molekulatömege általában sokkal kisebb, mint a polimeré. Kis molekulatömegű anyagok hozzáadása ronthatja a nagy polimer anyag fizikai és mechanikai tulajdonságait. Ennek a káros hatásnak a csökkentése érdekében az antisztatikus szert általában nagyon kis mennyiségben adják hozzá, ugyanúgy, mint az "egy pont friss" felületaktív anyagot, általában 1 ppm ~ 1000 ppm, és hígítás után is hozzáadható. A hozzáadott antisztatikus anyag mennyisége a termék felhasználásától függően is változik.
A CMC (kritikus micellakoncentráció) érték a felületaktív anyag felületi aktivitásának mértéke. Minél kisebb a CMC-érték, annál kisebb a felületaktív anyag koncentrációja a felületi (interfész) adszorpció eléréséhez, vagy annál kisebb a micellák képződéséhez szükséges koncentráció, és ezáltal az antisztatikus tulajdonságok effektív koncentrációja. A különböző szerkezetű antisztatikus anyagok mennyisége eltérő, és a termék formájától függően változik. A hozzáadott mennyiségnek tartománya van. Túl alacsony, az antisztatikus hatás nem nyilvánvaló, túl magas, befolyásolja az anyag fizikai és mechanikai tulajdonságait. A vékony termékek, például fóliák és lapok hozzáadott mennyisége kicsi, a vastag termékek hozzáadott mennyisége pedig viszonylag nagy.
2. Az antisztatikus szer és a polimer kompatibilitása a hasonló polaritású kompatibilitás elvét követi. A polimer anyagok mindegyike hosszú szénláncú szerkezettel rendelkezik, amelyek többsége nem poláris gyanta, és néhányban poláris végcsoportok vannak, amelyek fokozzák a polaritást. Az antisztatikus szerek hidrofób (nem poláris) és hidrofil (poláris) csoportokkal is rendelkeznek. Általában minél hosszabb a hidrofób csoport szénlánca, annál jobb a kompatibilitás a polimerrel. Ha a hidrofil csoport nagyon poláris, a polimerrel való kompatibilitás nem jó; ha a polaritás gyenge, a hidrofil adszorpció gyenge. A kompatibilitás túl jó, az antisztatikus szert nem könnyű kimozdítani, és az antisztatikus hatás nem érhető el; a kompatibilitás nem jó, az eltávolítás túl gyors, az eltarthatóság pedig túl rövid, ami befolyásolja a hosszú távú használatot. Ezért az antisztatikus szerek tervezése és alkalmazása során a fenti tényezőket figyelembe kell venni, és kísérletekkel kell átvizsgálni az antisztatikus szerek fajtáit és optimális felhasználását.
