مستربچ آنتی استاتیک چیست و چه کاربردی دارد

کنترل بار استاتیک در صنایع امری بسیار حائز اهمیت است. بارهای استاتیک می‌توانند در فرآیندهای تولید و فروش محصولات باعث مشکلات جدی شوند. این بارها می‌توانند باعث جذب ذرات گرد و غبار، جداشدن برخی قطعات یا محصولات، اختلال در عملکرد تجهیزات الکترونیکی، تشدید خطرات ایمنی و حتی ایجاد پدیده شرارت الکتروستاتیکی شوند. بنابراین، کنترل و کاهش این بارها از اهمیت بالایی برخوردار است.

مستربچ‌ آنتی استاتیک ابزارهایی هستند که طراحی و استفاده از آن‌ها به منظور کاهش بارهای استاتیک و جلوگیری از ایجاد شرارت الکترواستاتیکی در صنایع مختلف صورت می‌گیرد. این مستربچ‌ها همانند مستربچ نارنجی هامون بسپار از موادی تشکیل شده‌اند که قدرت آنتی استاتیک دارند و قادر به تخلیه بار استاتیک از سطح مورد نظر هستند. با استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک، می‌توان از مشکلات ناشی از بارهای استاتیک جلوگیری کرده و عملکرد صحیح و ایمنی سیستم‌ها و محصولات را تضمین نمود.

هدف این مقاله بررسی عملکرد مستربچ‌های آنتی استاتیک و نقش آن‌ها در کنترل بارهای استاتیک در صنایع است. همچنین، روش‌های استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک در صنایع مختلف مورد بررسی قرار خواهد گرفت و اثربخشی و کارآیی این مستربچ‌ها در کاهش بارهای استاتیک و تأثیر آن بر عملکرد و کیفیت محصولات نیز مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت.

الکتریسیته ساکن چیست و چگونه عمل می کند؟

آنتی استاتیک به معنای مقابله با الکتریسیته ساکن یا خاصیت استاتیکی است. قبل از بحث درباره مفهوم آنتی استاتیک، بهتر است خود الکتریسیته ساکن را به صورت ساده توضیح دهیم.

الکتریسیته ساکن نوعی بار الکتریکی است که در نتیجه تماس و جداسازی دو یا چند سطح پدید می‌آید. وقتی دو سطح با یکدیگر تماس دارند و سپس جدا می‌شوند، الکترون‌های منفی بین این سطوح تقسیم می‌شوند و از یک سطح به سطح دیگر منتقل می‌شوند. این تقسیم و انتقال الکترون‌ها باعث ایجاد بارهای الکتریکی متفاوت بین اجسام می‌شود و خاصیت استاتیکی را ایجاد می‌کند.

اکنون با توجه به توضیحات فوق، می‌توانیم به توضیح مفهوم آنتی استاتیک بپردازیم. آنتی استاتیک به مجموعه روش‌ها و موادی اطلاق می‌شود که طراحی شده‌اند تا بارهای الکتریکی ساکن را کاهش دهند و از ایجاد الکتریسیته ساکن در سطوح و محصولات جلوگیری کنند. مستربچ‌های آنتی استاتیک، یکی از ابزارهای استفاده شده در این حوزه هستند. آنها موادی هستند که از طریق جذب بارهای الکتریکی ساکن و تخلیه آنها، بار استاتیک را کاهش می‌دهند و ایجاد الکتریسیته ساکن را مهار می‌کنند.

استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک در صنایع مختلف، از جمله صنایع نساجی، بسته‌بندی و چاپ، بهبود عملکرد و کارایی محصولات را به همراه دارد، زیرا با کاهش بار استاتیک، مشکلاتی مانند جذب ذرات گرد و غبار، پیچیدگی الیاف و مشکلات الکترواستاتیک در فرآیندها را بهبود می‌بخشد.

آنتی استاتیک چیست؟

معنای آنتی استاتیک این است که مواد شیمیایی و روش‌هایی استفاده می‌شوند تا از ایجاد الکتریسیته ساکن روی سطوح و مواد جلوگیری کنند. الکتریسیته ساکن یا بار استاتیک می‌تواند به فرآیند تولید با کیفیت مواد آسیب برساند و به آنها ضربه وارد کند. علل ایجاد این بار می‌تواند استفاده از منابع ولتاژ برق بدون تماس مستقیم یا تأثیر تریبوالکتریک باشد.

آنتی استاتیک‌ها با خاصیت ضد الکتریسیته وارد عمل می‌شوند و با استفاده از رسانایی خود یا جذب رطوبت از هوا، ماده را کمی رسانا می‌کنند.

این مواد دارای دو بخش آب‌دوست و آب‌گریز هستند. بخش آب‌دوست با رطوبت هوا واکنش داده و مولکول‌های آب را به هم متصل می‌کند، در حالی که بخش آب‌گریز با سطح ماده تعامل دارد.

با توجه به نحوه عملکرد آنتی استاتیک‌ها، برخی مرطوب کننده‌ها نیز به عنوان مواد آنتی استاتیک استفاده می‌شوند.

مواد آنتی استاتیک می‌توانند خارجی و داخلی باشند. با استفاده از اجزای خارجی ضد استاتیک، ماده مورد نظر اسپری می‌شود یا با غوطه‌وری پوشانده می‌شود، در حالی که اجزای داخلی ضد استاتیک در ساختار ماده قرار می‌گیرند و به سطح منتقل می‌شوند.

آنتی استاتیک‌ها به طور معمول نیازهای کوتاه مدت را رفع می‌کنند. با این حال، به دلیل اینکه صنایع به مصونیت بلندمدت برای جلوگیری از مشکلات کیفیتی، جرقه و آتش‌سوزی نیاز دارند، از افزودنی‌های رسانا مانند کربن سیاه، الیاف رسانا و نانومواد به عنوان عوامل ضد الکتریسیته دائمی استفاده می‌شود.

مستربچ های آنتی استاتیک

مستربچ آنتی استاتیک یک ی از انواع مستربچ افزودنی است که برای خنثی کردن بارهای الکتریسیته ساکن روی سطح پلیمر استفاده می‌شود. با افزودن این مواد ضد الکتریسیته ساکن، مشکلاتی که به دلیل وجود الکتریسیته ساکن مانند جذب گرد و غبار، آسیب به تجهیزات و غیره ایجاد می‌شود، کاهش یافته و یا برطرف می‌شود.

مستربچ آنتی استاتیک به وسیله ایجاد یک بار الکتریکی که با اصطکاک بر روی سطح حرکت می‌کند، اثر الکتریسیته ساکن را با تعامل با رطوبت هوا از بین می‌برد. سطح مواد آنتی استاتیک با سطح هیدروفیل در تعامل هستند و در عین حال رطوبت هوا نیز فرآیندی را انجام می‌دهد که منجر به اتصال مولکول‌های آب می‌شود.

بسیاری از محصولات پلاستیکی برای داشتن ویژگی‌های ضد الکتریسیته ساکن نیاز دارند. این نیاز می‌تواند با مخلوط کردن مواد افزودنی ضد الکتریسیته ساکن در پلیمر اولیه و تولید یک پلیمر آنتی استاتیک حاصل شود. همچنین مستربچ آنتی استاتیک می‌تواند به عنوان پوشش سطح بر روی محصولات نیز استفاده شود.

اشیاء پلاستیکی با بار الکتریکی می‌توانند ذرات معلق در محیط مانند گرد و غبار را جذب کنند، و به همین دلیل اجسام با بار الکتریسیته ساکن به گرد و غبار جذب می‌شوند. مستربچ آنتی استاتیک این مشکلات را در صنایع حل کرده و مواد را از عوامل ذرات ریز خارجی تصفیه می‌کند.

مستربچ آنتی استاتیک با توجه به نیازهای صنایع، درصدهای مختلفی از مواد افزودنی ضد الکتریسیته ساکن (از ۱ تا ۱۸ درصد) استفاده می‌شود. آنها همچنین به صورت مهاجرتی و غیرمهاجرتی در دسترس هستند تا بتوانند مبنای بار الکتریسیته ساکن را محافظت کنند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود مستربچ‌ها بتوانند یکی از چالش‌های بزرگ در  صنعت را حل کنند.

نحوه عملکرد مواد آنتی استاتیک

مواد ضد استاتیک در خنثی کردن اثر الکتریسیته ساکن نقش دارند. وقتی مواد با هم تماس پیدا می‌کنند و سپس جدا می‌شوند، تعادل الکترون‌ها را برهم می‌زنند که باعث ایجاد الکتریسیته ساکن می‌شود. عواملی مانند رطوبت، سرعت و مساحت سطح تماس و جداسازی میزان بار استاتیک را تحت تأثیر قرار می‌دهند و می‌توانند آن را افزایش یا کاهش دهند. به عنوان مثال، زمانی که فردی در حال دویدن است، بار استاتیک بیشتری دریافت می‌کند نسبت به فردی که آهسته راه می‌رود. این انتقال بار می‌تواند باعث شوک یا تخلیه الکترواستاتیکی (ESD) شود.

مواد ضد استاتیک با مقاومت الکتریکی بسیار بالا، شوک‌های الکترواستاتیکی را به صورت مداوم خنثی می‌کنند. این مواد می‌توانند ابزارهای الکترونیکی حساس مانند تخته‌های مدار را از طریق اتصال به زمین حفاظت کنند. بر اساس کاربرد و حساسیت مورد نیاز، می‌توان از مواد ضد استاتیک قوی‌تر در میز یا کف زمین استفاده کرد.

علاوه بر نقش خنثی کردن شوک‌ها، مواد ضد استاتیک نقشی در جلوگیری از لغزندگی یا خستگی ناشی از ایستادن نیز دارند.

تاثیر بار استاتیکی

بارهای استاتیکی تأثیرات مختلفی روی مستربچ آنتی استاتیک دارند. مستربچ آنتی استاتیک عملکرد عایقی دارد و می‌تواند شرایطی را فراهم کند که پلیمرها بر روی سطح آن بارهای استاتیکی ایجاد کنند. تجمع بارهای استاتیکی می‌تواند منجر به پیامدهای بسیار مخرب شود. در ادامه به تعدادی از این پیامدها اشاره می‌کنیم:

1. اختلال در باز شدن لایه‌ها در فرآیند بسته‌بندی: بارهای استاتیکی می‌توانند باعث ایجاد اختلال در باز شدن و جدا شدن لایه‌های مختلف در فرآیند بسته‌بندی شوند.
2. جذب گرد و غبار روی بسته‌بندی مواد غذایی: بارهای استاتیکی می‌توانند باعث جذب گرد و غبار روی بسته‌بندی مواد غذایی شوند که منجر به ظاهر نامناسب و آلوده شدن آنها می‌شود.
3. کاهش سرعت فرآیندهای صنعتی و کاهش بازدهی: بارهای استاتیکی می‌توانند باعث کاهش سرعت فرآیندهای صنعتی شوند و بازدهی کل را کاهش دهند.
4. آسیب به مدارها و اجزای الکترونیکی: بارهای استاتیکی می‌توانند به مدارها و اجزای الکترونیکی آسیب برسانند و عملکرد آنها را تحت تأثیر قرار دهند.
5. ایجاد جرقه و اشتعال: هنگامی که بارهای استاتیکی در نزدیکی مواد قابل اشتعال تجمع داشته باشند، ممکن است جرقه و اشتعال ایجاد شود.

با استفاده از مستربچ آنتی استاتیک و جلوگیری از تجمع بارهای استاتیکی، این تأثیرات مخرب می‌توانند به حداقل رسیده و خطرات مربوط به الکتریسیته ساکن کاهش یابند.

روش‌های استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک

روش‌های استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک در صنایع مختلف، از جمله صنعت نساجی، بسته‌بندی، چاپ و الکترونیک، ممکن است براساس نیازهای صنعتی و شرایط کاربرد متفاوت باشد. در زیر به توضیح روش‌های مختلف استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک در این صنایع پرداخته خواهد شد،

• صنعت نساجی

- استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک در دستگاه‌های پردازش الیاف مانند چرخ‌های هوایی و جت آبی: این مستربچ‌ها به عنوان قطبها در نزدیکی المنت‌های الیاف قرار می‌گیرند و بارهای استاتیک را تخلیه می‌کنند. این روش می‌تواند به کاهش جذب الیاف و جلوگیری از پیچیدگی و الکتریسیته ساکن در فرآیند تولید پارچه‌ها کمک کند.

- استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک در تجهیزات حمل و نقل الیاف: با قرار دادن مستربچ‌های آنتی استاتیک در تجهیزات حمل و نقل الیاف مانند سیستم‌های هوایی و نقاله‌ها، می‌توان بارهای استاتیک را تخلیه کرده و جلوگیری از جذب ذرات خارجی بر روی الیاف را فراهم کرد.

• صنعت بسته‌بندی

- استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک در ماشین‌آلات بسته‌بندی: با قرار دادن مستربچ‌های آنتی استاتیک در قسمت‌های مختلف ماشین‌آلات بسته‌بندی، می‌توان بارهای استاتیک را تخلیه کرده و جلوگیری از جذب و الکتریسیته ساکن در فرآیند بسته‌بندی محصولات را بهبود بخشید.

- استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک در مواد بسته‌بندی: با استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک در مواد بسته‌بندی، می‌توان از ایجاد بارهای استاتیک در بسته‌بندی محصولات جلوگیری کرده و از خطرات ناشی از شرارت الکترواستاتیکی جلوگیری نمود.

• صنعت چاپ

- استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک در دستگاه‌های چاپ (چاپ‌گرها): مستربچ‌های آنتی استاتیک در دستگاه‌های چاپ می‌توانند به کاهش جذب جوهر توسط سطح چاپگر و جلوگیری از جذب ذرات گرد و غبار بر روی سطح کاغذ یا مواد چاپی کمک کنند. این مستربچ‌ها با تخلیه بارهای استاتیک، از ایجاد خطوط ناخواسته یا نقاط ضعف در چاپ جلوگیری می‌کنند.

• صنعت الکترونیک

- استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک در فرآیندهای تولید الکترونیکی: در صنعت الکترونیک، بارهای استاتیک می‌توانند باعث آسیب به قطعات الکترونیکی شوند. استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک در این فرآیندها می‌تواند از تخریب قطعات الکترونیکی جلوگیری کند و ایمنی محصولات را تضمین کند.

مزایا و معایب هر روش بستگی به نوع صنعت و شرایط کاربرد دارد. برای انتخاب بهترین روش بایستی نیازهای صنعتی خاص و محدودیت‌های موجود را مورد بررسی قرار داد. عواملی مانند هزینه، عملکرد، قابلیت اجرا، و تأثیر بر فرآیند تولید می‌توانند در انتخاب بهترین روش مؤثر باشند.

نتیجه

بنابراین، مستربچ آنتی استاتیک با عملکرد عایقی که دارد، می‌تواند از تجمع بارهای استاتیکی روی سطح آن جلوگیری کند. در نتیجه، از پیامدهای مخربی که بارهای استاتیکی می‌توانند ایجاد کنند، جلوگیری می‌کند. اما برای بهبود استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک، نیاز به تحقیقات آینده برای بهبود خواص مواد، استفاده از فناوری‌های نوین و بهینه‌سازی روش‌های استفاده از آنها وجود دارد. این تحقیقات می‌توانند بهبود عملکرد و کارایی مستربچ‌های آنتی استاتیک را در جلوگیری از تجمع بارهای استاتیکی و کاهش پیامدهای منفی آنها بهبود بخشند.