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隨著成品汽、柴油的質(zhì)量升級,針對油品中硫含量指標(biāo)的控制越來越嚴(yán)格,汽、柴油加氫精制解決了油品中硫含量達(dá)標(biāo)問題的同時,也去除了油品中天然的極性物質(zhì),導(dǎo)致油品的導(dǎo)電性能變差。同樣,這一解釋也適合于親水性纖維在用表面活性劑處理后靜電量反而增gao的現(xiàn)象。而由于運輸摩擦產(chǎn)生的靜電荷難以釋放,靜電荷大量聚集,極易產(chǎn)生靜電火災(zāi)。在輕質(zhì)油品汽、柴油中加入抗靜電劑是切實可行的方法。
儲運過程中油品靜電的產(chǎn)生機(jī)理
靜電的產(chǎn)生機(jī)理是基于偶電層理論。目前,我國在紡制阻燃纖維的過程中,容易出現(xiàn)纖維纏繞羅拉、膠輥,靜電現(xiàn)象嚴(yán)重等問題。當(dāng)油品與管道接觸發(fā)生摩擦?xí)r,由于不同物質(zhì)原子得失電子的能力不同,不同的原子或原子團(tuán)外層電子的能級不同,在摩擦面發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,使摩擦面的兩側(cè)出現(xiàn)大小相等、極性相反的偶電層,形成電位差,進(jìn)而產(chǎn)生靜電。同理,流動、沖擊、飛濺的油品與設(shè)備發(fā)生頻繁的摩擦,從而產(chǎn)生靜電。電位越高,放電性能越大,危險性也就越大,越容易產(chǎn)生靜電火災(zāi)。
目前,噴氣燃料使用的無灰型抗靜電劑主要由聚砜、聚胺等高分子化合物與溶劑復(fù)配而成,使用中已發(fā)現(xiàn)它們對不同油品的感受性不同,但國內(nèi)外對油品抗靜電劑的適應(yīng)性及作用機(jī)制研究很少,僅見Dacre等利用模擬體系研究了油品中非烴類化合物對2種美國商品抗靜電劑ASA-3和STADIS450的感受性,并簡單探討了抗靜電劑的作用機(jī)制。實驗顯示大部分柔軟劑對合成纖維的效果明顯,而有些產(chǎn)品對毛、絲、混紡等效果不明顯,其中柔軟劑的綜合效果排在前3位的為白貓、綠傘和巧手,兩個方法的測試數(shù)據(jù)基本一致。由于研究中使用的ASA-3和STADIS450均為混合物,在單組分的感受性和抗靜電作用機(jī)制研究方面存在很多不足。以長鏈α-烯烴和SO2為原料合成了烯烴聚砜,評價了烯烴聚砜對加氫柴油的電導(dǎo)率改進(jìn)效果,利用模擬體系研究了油品中烴類化合物和非烴類化合物對烯烴聚砜抗靜電效果的影響,探討了烯烴聚砜的抗靜電作用機(jī)理。
以導(dǎo)電碳粉加入到聚合物中為例,只有大量的碳粉添加才能達(dá)到抗靜電效果,結(jié)果整個聚合物的機(jī)械性能產(chǎn)生了巨大的改變。以犧牲材料的機(jī)械性能為代價來提高抗靜電效果是不可取的,大量導(dǎo)電材料的加入也導(dǎo)致產(chǎn)品成本的劇增。
利用此抗靜電劑加入到聚合物里面并進(jìn)行拉絲測量其表面電阻為104,首先抗靜電處理后的母??梢赃M(jìn)行拉絲加工,證明可加工性非常好,因為拉絲用的的級別常常遠(yuǎn)高于注塑用,否則噴絲過程中常常容易引起堵塞。但對于親水性纖維來講,單純具有親水性基團(tuán)的表面活性劑并不一定能獲得防靜電效果。添加量在5%的時候,其表面電阻達(dá)到104,這樣效果是令人吃驚的。首先按照我國傳統(tǒng)的分類導(dǎo)靜電型、靜電耗散型、抗靜電型。 分別是10的4-6次方、6-9次方、9-11次方,本產(chǎn)品完全是一種導(dǎo)靜電型材料。其次因為5%的添加量按照傳統(tǒng)理論導(dǎo)電材料很難在塑料基體中形成連續(xù)相,但抗靜電效果如此,這種現(xiàn)象是傳統(tǒng)的抗靜電原理是無法說明的,因此只能用隧道效應(yīng)理論加以解釋。
陽離子型抗靜電劑
陽離子型抗靜電劑主要包括胺鹽、季銨鹽、氨基酸鹽等??諝庀鄬穸雀?一方面使帶電的紡織材料的電荷向周圍外界散失的速度加快,另一方面易于吸濕使其回潮率相應(yīng)提高,從而使電阻降低,加快了電荷衰減。其中季銨鹽為重要,抗靜電性能優(yōu)良,對高分子材料有較強(qiáng)的附著力,廣泛用作纖維和塑料的抗靜電劑。但是,有些季銨鹽化合物熱穩(wěn)定性差,具有一定的毒性和刺激性,并且與某些著色劑和熒光增白劑反應(yīng),作為內(nèi)部抗靜電劑使用受到限制。
季銨鹽季銨鹽是用叔胺與化試劑通過季銨化反應(yīng)來合成的。通常的化試劑有鹵化物如CH3Cl、CH3Br、CH2=CHCH2Cl,芳香族鹵化物如C6H5CH2Cl、C6H5Cl以及硫酸二烷酯等。