Plastikler yapısı gereği statik elektrik üretimi yapmaktadır. Plastiklerde antistatik sorunu ve çözümü hakkında edindiğimiz tecrübeleri burada detaylı olarak anlatacağız.
Polietilenin statik özelliğini ortadan kaldırmak için çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Süreç sonunda başarıya ulaşılmıştır. Bu makalede sizlere yapılan testler, izlenilen yol haritası ve başarı hikayesini anlatacağız.
Rotasyonel plastik üretiminde çoğunlukla Polietilen kullanıldığı için bizim testlerimiz polietilen 38 UA üzerinde yapılmıştır. Tabi ki diğer polimer hammaddelerde de benzer tepkiler görülecektir.
Polietilenin statik özelliğini ortadan kaldırmak için yaptığımız araştırmalar, antistatik özelliği olan polietilen hammadde olmadığı yönündedir.
Bunun yerine polietilene eklenebilecek antistatik özelliği olan katkı maddeleri (Ajanlar) yönünde çalışmalar yapılmıştır.
Makale İçeriği
Teknik Terimler
Yazıda sıklıkla karşılaşacağınız teknik terimlerin açıklamaları aşağıda yer almaktadır.
Dispersiyon: Dispersiyon, Fransızcadan doğrudan çevrilmiş haliyle “serpinti, dağılım” anlamına gelmektedir. Buna göre, maddenin kendinden başka bir madde içerisinde parçacıklar halinde ve homojen olarak yayılmasına dispersiyon denir.
Konduktivite (σ): Bir malzemenin elektrik akımını geçirme hızını ölçer. Yüksek konduktivite, malzemenin daha iyi iletken olduğunu gösterir. Elektriksel Direnç Katsayısı (ρ): Bir malzemenin direncini ifade eder. Daha düşük direnç katsayısı, malzemenin daha iyi bir iletken olduğunu gösterir. Bu makalede elektrik iletim noktalarının kesintiye uğrayıp uğramadığını ve süreklilik gösterme sürecini ifade edecektir.
Masterbatch: Polietilen hammaddenin bir potada eritilerek, içine eklenecek katkı maddesi ile iyice karıştırılması sağlanır. Bu süreçten sonra Polietilen tekrar granül hale getirilerek mikronize halde hammadde temin edilir. Bu sayede mikronize boyutta katkı maddesi ile birbirinin içine işlemiş ürün elde edilir.
Antistatik Polietilen Katkı Maddeleri
Akademik makalelerde polietilene antistatik özelliği sağlayabilecek çok fazla ajan olduğu belirtilmiştir. Yaptığımız araştırmalar bu ajanlar ile Türkiye’de daha önceden bir kullanım tecrübesi olmadığını göstermektedir.
Akademik makaleler ile yola devam ettiğimizde 3 tane ürün üzerinde ilerleyebileceğimize karar verdik. Bu ürünler;
- Carbon Black (Karbon Karası)
- Aktif Karbon
- Nano Particul
Carbon Black
Bütün Antistatik testleri 24 Volt ile yapılmıştır.
Carbon black ürününü yüzdesel yoğunluk değişiklikleri ile kullandığımızda rotasyon baskısı sonucunda yapılan gözlemlerde;
Yüzde 20 Carbon Black : Ürün dış cidarında ciddi hava boşlukları oluşmaktadır. İç cidarda ise ciddi yüzey problemleri görülmektedir. Pişirme işlemi ne kadar uzun ve/veya yüksek ısıda olursa olsun iç cidarda yer alan yüzey problemlerinde değişiklik olmamıştır.
Dış cidarda yapılan antistatik testler genel anlamda bi elektrik transferine imkan verse de konduktivite kesintileri çok fazla görülmüştür. Yer yer voltaj düşmeleri görülmekte ve bazı alanlarda elektrik transferi hiç yoktur.
Yüzde 15 Carbon Black : Ürün dış cidarında hava boşlukları oransal anlamda azalmıştır fakat ürün görselinde hala nahoş bir görüntü devam etmektedir. Ürün iç cidarında yer alan yüzey problemleri aynı şekilde devam etmektedir.
Dış cidarda yapılan antistatik testleri yüzde 20′ ye nazaran çok daha kötü tepkiler vermiştir. Konduktivite kesintileri çok fazla görülmüştür. Çoğunlukla voltaj düşmeleri görülmekte ve bazı alanlarda elektrik transferi hiç yoktur.
Yüzde 10 Carbon Black : Ürün dış cidarında hava boşlukları azalmıştır. Parlak dış yüzeye sahip ürüne ulaşmak daha kolay olmuştur. Ürün iç cidarında yüzey problemlerinde ciddi azalma görülmektedir.
Dış cidarda yapılan antistatik testleri çok daha kötü tepkiler vermiştir. Konduktivite kesintileri çok fazla görülmüştür. Çoğunlukla direk kesintilerden bahsetmek mümkündür.
Aktif Carbon
Genel olarak carbon black kullanımında oluşan delikli bir dış cidar sorunu çözülememiştir.
İç cidarı incelediğimizde ise carbon miktarı artıkça pürüzlü ve girinti çıkıntılar ile dolu bir yapı ile karşı karşıya kalınmıştır. Carbon miktarı artıkça pürüzlü yapı artmaktadır.
Elektrik iletimi; Ürün içinde ve dışında fark etmeksizin carbon miktarı artıkça elektrik aktarım oranlarında daha yakın değerler gözlemlenmiştir. Konduktivite kesintileri çok olmakta birlikte tutarlı değildir. Bazı alanlar da hiç olmamakta bazı alanlarda ise ciddi düşüşler halinde elektrik transferi olmaktadır. Bütün süreçler toplanıp değerlendirme yapıldığında antistatik plastik çözümlerine Aktif Carbon uygun olmadığına karar verilmiştir.
Aktif carbon da sonuç alınamama sebebi olarak hammadde ile tam birleşmeyen carbon parçalarının işlem sürecinde hammaddeden ayrılması ve bağımsız hareket etmesi olarak düşünülmektedir.
Aktif Carbon ile yaptığımız testleri burada uzun uzun yazıp makaleyi uzatmak istemedik. Farklı firmalarda farklı mateyal ve oranlarda yapılan bütün testlerde genel olarak aynı sonuç çıkmıştır.
- Dış cidarda hava delikleri
- İç cidarda derin pürüzlü yüzeyler
- Konduktivite de carbon black’ten daha kötü sonuçlar
Maalesef aktif carbon ile de istediğimiz sonuçlara ulaşamadık
Nano Partikuller
Carbon black ve aktif karbon çözümlerinden bir sonuca ulaşamayınca farklı çözüm yöntemlerini araştırdık. Nano partikul olarak adlandırılan bir üründe istediğimiz sonuca ulaştık. İşlem süreci şu şekilde gerçekleşmiştir.
- Hammadde içerisinde nano partiküllerin eklenmesi
- Mixer ile karıştırma
- Fırında nano partiküllerin suyunun buharlaştırılması
Bu işlemler sonucunda nano partiküller hammadde içerisine işlendiği için işlenen hammadde içerisinde esir kalmaktadır.
- Dış Cidar parlak ve deliksiz yapıdadır
- İç cidarda nerdeyse pürüzsüz bir yapı elde edilmiştir.
- Ürünün hiç bir noktasında konduktivite sorunu kalmamıştır. Kesinti veya düşük voltaj alınması söz konusu değildir.
Plastiklerde Antistatik Sorunu Çözümü
Yapılan bu testler gösteriyor ki; hammaddenin içerisine işlemeyen antistatik ajanlar, plastiğin maruz kalacağı işlem sürecinde ayrılıp bağımsız hareket etmektedir.
Antistatik projeleriniz veya nanopartikul hammadde ihtiyaçlarınız için iletişime geçebilirsiniz.
