ANTISTATICO, AGENTE
ANTISTATICO, AGENTE
Sostanza capace d'impedire o di ridurre l'accumularsi di cariche elettriche sulla superficie di materiali sottoposti ad azioni di sfregamento, di attrito.
È noto da tempo che sostanze in genere isolanti come l'ambra, il vetro, ecc., si elettrizzano per sfregamento (XIII, p. 753) cioè su di esse si accumulano rapidamente cariche elettriche, in quantità anche sensibile e tale da produrre nella lavorazione e nell'impiego inconvenienti o pericoli di esplosioni. Così il fenomeno dell'accumulo di cariche elettriche riveste, per es., importanza notevole nella fabbricazione della carta, nella stampa con rotative, nella lavorazione di alcune materie plastiche e di fibre tessili sintetiche, specie di quelle dotate di elevata resistività, 1016 ÷ 1018 Ω/cm.
Nella lavorazione di tali sostanze per estrusione o per macinazione, cioè in condizioni di notevole attrito con superfici metalliche, si stabilisce sulla superficie dei manufatti un numero elevato di cariche.
Alla loro presenza su manufatti di diverso tipo si possono attribuire alcuni inconvenienti, quali, per es., l'attrazione di particelle di polveri presenti nell'aria atmosferica da parte di fibre e di tessuti, o di dischi fonografici, le difficoltà che s'incontrano nella macinazione, nel trasporto, nella miscelazione, nell'impacchettatura di materiali polverulenti che tendono ad aderire alla superficie dei mulini, dei dispositivi di trasporto, dei miscelatori, ecc. L'uso di indumenti carichi di elettricità statica in ambienti contenenti vapori infiammabili può provocare esplosioni e incendi; così diversi casi di esplosione verificatisi in camere operatorie sono stati attribuiti a scariche provocate dalle cariche elettrostatiche accumulate su tessuti preparati con fibre sintetiche.
Per prevenire questo accumulo di cariche si hanno diversi metodi basati o sull'accelerazione della loro dissipazione o sulla riduzione della loro generazione; questi ultimi si fondano sulla diminuzione delle azioni di attrito, per es. usando lubrificanti; spesso in questi casi si ha anche un aumento di conduttività.
La dissipazione delle cariche si può facilitare o mettendo a terra le apparecchiature o aumentando la conduttività elettrica dell'aria circostante mediante ionizzazione (ad opera di elementi radioattivi) o aumentando la conduttività elettrica dei polimeri, delle fibre tessili, ecc., o il tenore di umidità dell'atmosfera circostante o incorporando degli a. a., cosicché le cariche si dissipano con rapidità all'incirca analoga a quella con la quale si generano. Così le fibre idrofile (fibre naturali, raion, fibre proteiche), assorbendo umidità dall'ambiente, scaricano facilmente l'elettricità statica superficiale, ciò che non avviene nella maggior parte di quelle sintetiche, idrofobe.
Gli a. a. si suddividono in permanenti, o durevoli, e in non durevoli. Questi ultimi si usano per facilitare lavorazioni (per es.: filatura, torcitura, stiro di fibre,) e possono anche essere allontanati a lavorazione ultimata. S'impiegano per questo scopo sali inorganici (per es.: cloruro di litio), ammine (trietanolammina), ammidi, derivanti del poliossietilene, sali dell'ammonio quaternario, alcoli mono e poli-valenti, ecc.
Gli a. a. permanenti debbono durare, cioè esplicare la loro azione a lungo, possibilmente finché dura il manufatto anche se sottoposto a lavaggio o a usura superficiale provocata da azioni di sfregamento o di lavaggio. Per le fibre si usano composti capaci di formare attorno al filamento una struttura polimerica reticolata (per es., del tipo delle resine scambiatrici di ioni) così da non poter essere asportata dalle soluzioni detergenti. Si usano, per es., diammine che si fanno reagire con un dialogenuro; se questo è costituito, per es., dal diiodo derivato del polietilenglicole, la presenza dell'ossigeno etereo contribuisce a conferirle la desiderata igroscopicità.
Nel caso delle materie plastiche s'incorpora a caldo nella resina l'a. a.; questo risulta praticamente inefficiente finché rimane disperso all'interno per mancanza di continuità, ma data la sua non completa compatibilità con la resina tenderà a migrare verso la superficie formando un velo continuo capace di esplicare l'azione antistatica. Si usano tensioattivi cationici, specie composti ammonici quaternari che debbono risultare stabili al calore (debbono infatti resistere all'aumento di temperatura che si produce, per es., nelle operazioni di stampaggio).
Un a. a. di notevole efficacia, quando il suo colore nero non disturbi, è rappresentato dal nero fumo. Incorporato, per es., nei pneumatici esso esplica oltre a un'azione rinforzante anche un'azione antistatica per la sua elevata conduttività favorendo la dissipazione delle cariche elettriche che si generano nell'attrito fra pneumatici e superficie stradale. Analogamente le cariche che si accumulano su di un aereo in volo, possono essere dissipate al momento dell'atterraggio dai pneumatici delle ruote posteriori preparate con miscele ad alta percentuale di nero fumo che li rende particolarmente conduttori.
Bibl.: D. Bulgin, Static electricity on rubber-tired vehicles, in British Journal of applied physics, IV (1953), p. 83; H. Von Hove, Statische Elektrizität auf Textilien, in Textil-Rundschau, XV (1960), p. 109; W. W. Levy, Static electricity, in Soc. plastic engineers journal, XVIII (1962), p. 109.