Production of anti-static plastics to avoid the threat of explosion

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

D0I: 10. 12 845/bitp. 38.2. 2015. 3
dr hab. Henryk Passia, prof. GIG1 mgr inz. Przemyslaw Kcdzierski2
Przyjcty/Accepted/Принята: 05. 04. 2014- Zrecenzowany/Reviewed/Рецензирована: 20. 05. 2015- Opublikowany/Published/Опубликована: 30. 06. 2015-
Antystatyzacja tworzyw sztucznych w celu unikniccia
zagrozenia wybuchem
Production of Anti-static Plastics to Avoid the Threat of Explosion Антистатизация пластмассы с целью избежания угрозы взрыва
ABSTRAKT
Cel: Tworzywa sztuczne zakwalifikowane do izolatorow elektrycznych nie spelniaj^ kryteriow polskich i mi^dzynarodowych norm [1], [2], [3], [4] oraz polskiej legislacji [5] odnosnie wlasciwosci antyelektrostatycznych, wobec czego nie mog^ bye dopuszczone do uzytkowania w strefach zagrozonych wybuchem. W celu spelnienia wymagan wyzej wymienionych norm i przepisow, uzyskania wy-robu antystatycznego oraz obnizenia ryzyka wyladowania elektrostatycznego mog^cego bye inicjatorem wybuchu tworzywa sztuczne poddaje si§ antystatyzacji, czyli poprawianiu wlasciwosci antyelektrostatycznych (glownie zmniejszeniu rezystancji i rezystywnosci). Projekt i metoda: Przedstawiono wyniki prowadzonych badan wlasciwosci elektrostatycznych wyrobow. Z analizy parametrow elektrycznych, statycznych (rezystancja powierzchniowa, skrosna oraz mi^dzy punktami) i dynamicznych (czas zaniku ladunku, zdolnose do elektryzacji, nat^zenie pola elektrycznego), analizy stabilnosci w czasie parametrow elektrycznych, wplywu na srodowisko wyrobow antystatyzowanych uzyskano autorsk^ charakterystykf procesu antystatyzacji, ktor^ przedstawiono w publikacji. Wybrano wyroby re-prezentuj^ce rozne metody i sposoby realizacji tego procesu. Pomimo ze technologia antystatyzacji jest znana, to nie jest ona gruntownie rozpoznana i opisana mi^dzy innymi w zakresie trwalosci w czasie.
Antystatyzacja jest procesem polegaj^cym na zwi^kszeniu szybkosci rozpraszania (odprowadzania) ladunkow. Na szybkose rozladowa-nia decyduj^cy wplyw ma pojemnose elektryczna wyrobu i jego rezystancja. Antystatyzacja polega na modyfikacji dwoch parametrow wyrobow: zmianie pojemnosci elektrycznej oraz zmianie rezystancji elektrycznej wyrobow.
Wyniki: W ramach pracy badawczej, realizowanej w Glownym Instytucie Gornictwa od 2012 roku, przeprowadzono szereg komplek-sowych badan, ktore zaowocowaly zaproponowaniem podzialu technik antystatyzacji z uwagi na jej roznorodny charakter i typy. Na podstawie szeregu badan duzej liczby roznorodnych wyrobow i materialow zaproponowano podzial technik antystatyzacji, ktory jest rozszerzeniem i uzupelnieniem dotychczas istniej^cych w specjalistycznej literaturze klasyfikacji.
Wnioski: Wyniki pracy mog^ bye wykorzystane przy projektowaniu procesow przetworstwa tworzyw sztucznych celem opracowania technologii produkcji wyrobow antystatycznych, ktorych wlasciwosci antystatyczne s^ trwale w czasie oraz celem analizy ryzyka zwi^-zanego z elektryzacji wyrobu.
Slowa kluczowe: elektrycznose statyczna, elektrostatyka, antystatyzacja, elektryzacja, rezystancja Typ artykulu: oryginalny artykul naukowy
ABSTRACT
Aim: Plastics used as electrical insulators do not fulfil the criteria for Polish and international standards [1], [2], [3], [4] and Polish legislation [5], with regard to anti-static properties. Therefore, such materials cannot be approved for use in potentially explosive environments. In order to satisfy the requirements of the aforementioned standards and regulations, and produce a product with anti-static properties, thus reducing the risk of an electrostatic discharge, which could initiate the explosive fragmentation of plastic materials, there is a need to improve anti-static properties of plastics mainly by reducing their level of resistance and resistivity.
1 Wyzsza Szkola Zarz^dzania Ochron^ Pracy, Katowice / University of Labour Safety Management in Katowice, Poland- wklad merytoryczny w powstanie artykulu / percentage contribution — 30%-
2 Glowny Instytut Gornictwa, Katowice / Central Mining Institute in Katowice, Poland- pkedzierski@gig. eu- wklad merytoryczny w powstanie artykulu / percentage contribution — 70%-
D01: 10. 12 845/bitp. 38.2. 2015. 3
Method: The paper presents research results for electrostatic properties of products. From an examination of electric parameters- static (surface, cross-sectional and point to point resistance) and dynamic (discharge lead time, capability to electrify, electrical field strength), and based on the stability of electrical parameters over a time period as well as impact on the environment involved with the manufacture of anti-static products, the authors identified a production process for anti-static products, which is revealed in the publication. Selected products represented a range of different approaches and methods of realising the process. Although technology for manufacturing antistatic products is known, nevertheless, it is not thoroughly recognised or described, among other things, in context of durability over time. An anti-static condition is a process of increasing the dissipation (discharge) of static electricity over time. The decisive influence on the speed of dissipation is the electrical capacitance and electrical resistance of the product. Attainment of an anti-static condition is dependent on the modification of two product parameters. Namely, a change to electrical capacitance and change to electrical resistance of products. Results: As part of research work, performed at the Central Mining Institute since 2012, a series of extensive studies were conducted, which, in view of their diverse nature and type, culminated in a proposed partition of anti-static approaches. Based on several studies of a vast range of products and materials, the proposed partition of techniques to achieve anti-static conditions extends and complements existing methods revealed in specialist literature.
Conclusions: Results from this work can be used in the design of plastic manufacturing processes, with a focus on developing technology for the production of anti-static products, which remain stable over time and to analyze the risk associated with the use of such products.
Keywords: static electricity, electrostatics, anti-static process, charging test, resistance Type of article: original scientific article
АННОТАЦИЯ
Цель: Пластики, принадлежащие по классификации к электрическим изоляторам, не соответствуют критериям польских и международных стандартов [1], [2], [3], [4] и польского законодательства [5] относительно антистатических свойств, поэтому не могут быть допущены к использованию в зонах, находящихся под угрозой взрыва. Для соблюдения требований вышеуказанных стандартов и положений, а также для получения антистатического изделия и снижения риска появления электростатического разряда, который может стать источником взрыва, пластики подвергаются процессу антистатиза-ции — то есть улучшения антистатических свойств (в основном, уменьшении электрического сопротивления и удельного сопротивления).
Проект и методы: Представлены результаты проведенных исследований электростатических свойств изделий. Из анализа электрических, статических (поверхностное электрическое сопротивление, объемное сопротивление и сопротивление между точками) и динамических (время исчезновения электрического заряда, способность к электризации, напряженность электрического поля) параметров и на основе анализа стабильности во времени электрических параметров, влияния на среду антистатизированных изделий, получена авторская характеристика процесса антистатизации, которая представлена в публикации. Выбраны изделия, представляющие различные методы и способы реализации этого процесса. Хотя технология антистатизации общеизвестна, она ещё не вполне изучена и описана, что касается её устойчивости во времени. Антиста-тизация является процессом, заключающимся в повышении скорости рассеивания электрических разрядов. На скорость рассеивания основное влияние имеет электрическая ёмкость изделия и его электрическое сопротивление. Антистатизация заключается в модификации двух параметров изделий: изменении электрической ёмкости и изменении электрического сопротивления изделий.
Результаты: В рамках исследовательской работы, реализуемой в Главном Институте Горного Дела с 2012 года, проведен ряд комплексных исследований, которые позволили предложить классификацию техник антистатизации относительно ее разнооразного характера и типа. На основе ряда исследований большого количества различных изделий и материалов предложено разделение техник антистатизации, которое является расширением и дополнением имеющихся в специальной литературе классификаций.
Выводы: Результаты работы могут быть использованы при проектировке процессов обработки пластиков с целью разработки технологии производства антистатических изделий, свойства которых устойчивы во времени и с целью анализа риска, связанного с электризацией изделия.
Ключевые слова: статическое электричество, электростатика, антистатизация, электризация, электрическое сопротивление Вид статьи: оригинальная научная статья
1. Wstfp
Zaplon opar paliwa podczas tankowania samochodu na stacji paliw [7] jest przykladem zagrozenia zwi^zanego ze zjawiskiem elektrycznosci statycznej. Jego przyczyn^ jest nadmierna elektryzacja skutkuj^ca wyladowaniem elektrostatycznym, ktore powoduje zaplon albo wybuch mieszanin wybuchowych.
Elektrycznosc statyczna jest zjawiskiem powszechnym, a zwi^zana jest z powstaniem ladunkow nadmiarowych. Nadmiarowe ladunki elektrostatyczne powstaj^ podczas tarcia, rozdzielania lub indukcji. Wyladowania elektrostatyczne
nios^ za sob^ negatywne skutki zarowno dla czlowieka, jak i urz^dzen (szczegolnie urz^dzen elektronicznych) oraz wyrobow. Wyladowania elektrostatyczne nios^ zagrozenie wybuchem i pozarem w strefach potencjalnie wybuchowych.
Tworzywa sztuczne z reguly nie s^ antystatyczne, to znaczy elektryzuj^ si§, gromadz^c nadmiarowy ladunek elektryczny, co stanowi zagrozenie wyst^pienia wyladowania elektrostatycznego, ktore moze zainicjowac wybuch atmosfe-ry wybuchowej, moze zniszczyc urz^dzenie elektroniczne lub moze wplyn^c negatywnie na czlowieka poprzez przeplyw przez cialo pr^du wyladowania stanowi^cego zagrozenie dla zdrowia.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
Oczywiste jest, ze tworzywa sztuczne stosowane jako materialy izolacyjne nie spe^ia^ kryteriow polsk icli i гш. -dzynarodowych norm [1], 12], [3], [4] i polskiej legislacji [5] odnosnie wlasciwosci antyelektrostatyknyih, wobe- czego nie mogi bye dopuszczon4 do uzytkowania w strefach zagrozonych wybuchem. W celu ipelnienia wymogan wyzej wymienionych norm i przepisow, uzyskarna wyrobu antystatycznego oraz obnizenia ryzyka wyladowania elektrostatycznego mog^cego bye inicjatorem wybuchu tworzywa sztuczne poddaje sic antystatyzacjit cz^ipopra-wianiu wlasciwosci antyelektrostatycznych [9] (glownie zmniejszeniu rezystancji i rezystywnosci).
Ubranie pracownika wspomnianej stacji paliw wy-konuj^cego swoje obowi^zkt wo momeneie, gd^yt doszlo do zdarzenia, czyli wybuchu opar paliwa1 ncjprawdopodobniej nie bylo antyelektrostatyczne lub stracilo po pewnym czasie wlasciwosci antyelektrostatyczne.
W publikacji podjcto sic opisu i usystematyzowania tech-nologii antystatyzacji. Autorzy publikacji proponuj podzial techniki antystatyzacji z uwagi na ce chy procesu antystatyzacji, ale rowniez ze wzglcdu no trwajosc procesu
Oddzialywania elektrycznosci statycznej nalezy po-dzielic na trzy grupy [8]:
• negatywne skut ki wyladowania odczuwane przez czlowieka,
• negatywne skutki wyladowania wplywajjce na ESDS (Electro Static Sensitive Device — Obiekt wrazHwy na wyladowania elektrostatyczne),
• zaplon albo wybuch mieszanin wybuchowych w strefach zagrozonych wybuchem.
W elektrostatyce wprowadzono podzial materialow [1], [2]. [3], [4], [6], [9], [12] nc trzy grupy: materialy prze-wodz^ce, materialy rozpraszaj^ce i izolatory. Kryterium podzialu najczcsciej eest rezystancjapowierzchniowa (RS) lub rezystancja skrosna (R^). Wyroznia sic materialy: prze-wodz^ce, ktore wykazuji rezystancjc & lt-105П, matarialy rozpraszaj^ce & gt-1050 i & lt-1090, izolatory & gt-109П0.
Wiele materialow zmienia swoje- wlaaciwosci elekjrz-statyczne w czasie. Jest to zwiijzane z tym, ze materialy te wykonane s^ z antytiatyzewanych i uniepalnianych tworzyw sztucznych. Technologie antystatyzacji s^ znane i powszechnie stosowane [10], [11] przez producentow tworzyw sztucznych, ktorzy swoje proOukty dostarceaW do stref potencjalnie wybuchowych, gcazie paremctry elektrostatyaz-ne wyrobow s^ regulowans jrzez polskie i europc-skie -e^awo. Pomimo ze technologie antystatyzacji s^ znane, to nie s^ one doglcbnie rozpoznane, zbadanei scharekteryzowane. Ista]e[e kilka pozycji literaturowych na temat antystatyzacji, lecz s^ to opracowania, ktorych nie da sic wykorzystac w szerszym zakresie ze wzglcdu na ich szczegolowy charakter.
Wielu producentow antystatyzuje swoje wyroby wykonane z tworzyw sztucznych, nie zdaj^c sobie sprawy z tego, ze te wlasnosci ulegaji zanikowi, a parametry re-zystancyjne wyrobow zmieniaji sic w czasie. Swiadomosc nietrwalosci wybranych metod antystatyzacji przejawiac sic moze w postcpowaniu odbiorcy, ktory do uzytkowania dopuszcza odziez, ktorej wlasciwosci antystatyczne musz^ spelniac zalozone kryteria zarowno po wyprodukowaniu wyrobu, jak i po piccdziesicciu praniach wyrobu.
DCZI: 10. 12 845/bitp. 38.2. 2015. 3
2. Antystatyzacea
Antystatyzacja jest proaesem polegajicym na zwick-szeniu szybkosci rozpraszania (odprowadzania) ladunkow. Anty^attzacja ma na c^lu zmianc parametrow rezystan-cyjnych materialow, czcsto zmianc kategorii tworzywa sztucznago z izolatora na material rozpraszaj^cy.
Kinetyka rozladow ania z naelektryzowanego materialu do uziemienia [12] jest opisana funkcji wykladnicz^ (1)
= Юс ^ o 0 (1)
gdcie:
— maksymalna wartosc ladu nku po naelektr yzowaniu
— stala czasowa rozladowania rowna
I-o przeksztalceniu stale] czasowej, wzor (1) otrzymuje po stac ]C)
Q = Q0x kfe (2)
Ze wzoru (2) wynika, ze na szybkos a rozladowania decyduj^cy wplyw ma pooe-mosc elektrycana i rezystancja wyrobu. Antystatyzacja polege na modyfikacji dwoch parametrow wyrobow: zmianie pocemnosci elektraaznej C oraz zmianie rezystancji ele°trycznej wyrobow R.
2.1. Zwickszanie pojemnosci elektrycznej ukladu
Zwickszenie poiemnosci elektrycznej ukladu ma na ce! u oslab-ienie wyladowan elektrostaty zznych. Warunkiem powstania wyladowania jest istnaenie odpowiednio duzej roznicoeatencjalow. Przek: szta: caju'- wco- (3) okrtS (aii. ey ladunzk 4le0trostatyczny:
at i0are- (3)
ncozn^ otrzymmc pc otao S4) dla potencjalu elektrostatycznego:
(4)
Z formuly (4) wynika, ze potencjal jest wprost propor-cjonalny do wartosci ladunku i odwrotnie proporcjonalny do ooSemnosa ukladu. Zwaakszajic pojemnosC uklaelu zmnieisye sic potencjal ukladr.
2.2. Zwickszenie przewodnosci elektrycznej materialow
Zwickszanie przawodnosci elektrycznej materialow jest kolejn^ z metod antystatyzacji [4]. Skutkiem antystatyzacji wyrobowjest itann iejszenie re zystancj i potiierzcleniowej ]RSj lulb reizy^sttancli skrosnei iR^]- wayrobu, co skljt: louje: zmie-ni. l-^a^y^fLljiacjji wyeobu (r[pi. z: i0:^. jlataajfior ni. rzzprasza-^cy).
21. ^^Po (e:z^all jeiaociisu an1: yrsit: aityr:z:a*^j ]i ze wzglcdu na typy
W ramach pracy badawczej [13], realizowanej w Glow-nym Instytucie Gornictwa w 2012 roku, przeprowadzono szereg kompleksowych badan, ktore zaowocowaly zapro-ponowaniem podzialu technik antystatyzacji ze wzglcdu na typy. Wprowadzono rozszerzone w stosunku do pre-zentowanych w literaturze [10] i [14], kryteria podzialu technologii antystatyzacji.
D01: 10. 12 845/bitp. 38.2. 2015. 3
Ryc. 1. Podzial techniki antystatyzacji? rodlo: Opracowanie wlasne.
Antistatic process type
Surface
Volume
ANTI-STATIC PROCESS
Type of preparation
Chemical
Physical
PRODUCT
Stage of execution
Processing
Post-processing
Fig. 1. Partition of the anti-static process Source: Own elaboration.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
Kazdy wyrob antystatyzowany mozna rozpatrywac wedlug trzech typow antystatyzacji — ze wzgl^du na rodzaj antystatyzacji, rodzaj preparacji i miejsce przeprowadze-nia) lub l^cznie, jako jeden z osmiu rodzajow materialow antystatyzowanych:
• powierzchniowo chemicznie procesowo,
• powierzchniowo chemicznie poprocesowo,
• powierzchniowo fizycznie procesowo,
• powierzchniowo fizycznie poprocesowo,
• skrosnie chemicznie procesowo,
• skrosnie chemicznie poprocesowo,
• skrosnie fizycznie procesowo,
• skrosnie fizycznie poprocesowo. Antystatyzacja powierzchniowa — proces antystatyzacji ma na celu zmniejszenie rezystancji powierzchniowej wyrobu. Antystatyzacja powierzchniowa realizowana jest przez pokrycie powierzchni tlenkami metali, wprowadzenie powlok metalowych lub powlok w^glowych [14] na przyklad antystatyzacji powierzchniowo jest ekranowanie.
Antystatyzacja skrosna — proces antystatyzacji maj^cy na celu zmniejszenie rezystancji skrosnej wyrobu. Zwi^k-szenie przewodnosci skrosnej mozna osi^gn^c za pomoc^ dodatkow takich antystatykow jak sadza, grafit, opilki i wlokna metalowe [12].
Antystatyzacja chemiczna — poprzez wprowadzenie dodatku w procesie antystatyzacji. Jest realizowana poprzez dodanie odpowiedniego srodka chemicznego. Obrobka chemiczna (chemiczna preparacja) jest bardzo rozpowszechnion^ metod^ w przemysle wlokienniczym i produkcji tworzyw sztucznych. Efektem ingerencji che-micznej jest utworzenie warstwy o okreslonej przewodnosci elektrycznej. Wiele z tych preparatow chlonie wilgoc przy okreslonym poziomie wilgotnosci wzgl^dnej powietrza. Tkanina staje si§ antystatyczna przy pewnej wilgotnosci wzgl^dnej powietrza. Cz^sto uzywanymi dodatkami an-tystatycznymi s^ elektrolity.
Antystatyzacja fizyczna — polega na wprowadzeniu do materialu antystatyzowanego dodatkow przewodz^-cych (domieszek). Antystatyzacja fizyczn^ stosuje si§ przy produkcji dzianin, ktorych przykladowo 98% skladu sta-nowi poliester, a 2% wlokno w^glowe. Rozpowszech-nione w produkcji wyrobow wykonanych w technice przeplotu jest wplatanie cienkich drutow metalowych. Antystatyzacja fizyczna cechuje si§ wi^ksz^ trwalosci^ niz antystatyzacja chemiczna, ze wzgl^du na wi^ksz^ trwalosc antystatyku (nitki w^glowe) i braku zaleznosci od wilgotnosci wzgl^dnej powietrza (higroskopijnosc chemicznych antystatykow).
Antystatyzacja poprocesowa — antystatyzacja tego typu jest przeprowadzana po wyprodukowaniu wyrobu. Proces antystatyzacji nie jest zwi^zany z procesem produkcji i cz^sto wykonywany jest w innym miejscu niz zaklad produkcyjny.
Antystatyzacja procesowa — ten typ antystatyzacji wy-maga modyfikacji linii technologicznej i produkcyjnej. Przykladem antystatyzacji procesowej jest wprowadzanie domieszki wlokien przewodz^cych do tkaniny.
D01: 10. 12 845/bitp. 38.2. 2015. 3
2.4. Trwalosc antystatyzacji
Badania trwalosci [13] przeprowadzonych procesow antystatyzacji wyrobow przeprowadzono w Glownym In-stytucie Gornictwa w 2012 roku. Ponizej przedstawiono wybrane wyniki badan wlasciwosci elektrostatycznych wyrobow przeprowadzonych cyklicznie w dluzszym okre-sie czasu. Kazdy wyrob zostal zakwalifikowany wedlug podzialu zaproponowanego na ryc. 1.
Wykladziny podlogowe — wyrob wedlug kryteriow (ryc. 1) podlega podzialom na:
• antystatyzowany skrosnie (o czym swiadczy niska re-zystancja powierzchni wzgl^dem uziemienia),
• preparowany fizycznie (poprzez wprowadzenie dodat ku),
• antystatyz owany procesowo (anty-tatyzacj? przepro-wadzono na etapie produkcji wyrobu).
f
— - typ 1
type 1
_T___ typ 2
| = type 2
2 4 6 8 10 12 miesi^ce / months
Ryc. 2. Rezystancja mi^dzy punktami dwoch typow wykla-dzin podlogowych Fig. 2. Point-to-point resistance of two types of flooring Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
W okresie 10 miesi^cy zacho wuje swoje wlaikiwosci na niezmiennympoziomie, co swiadczy o stabilnosci procesu antystatyzacji.
Fartuch antyelektrostatyczny — wyrob wedlug k ryteriow (ryc. 1) podlega podzialom na:
• antystatyzowany skrcsnie (o czym swiadczy niska re-zystancja powierzchni wzgl^dem uziemienia),
• preparowany fizycznie (poprzez wprowadzenin dodatku w formie wlokien przewodz^cych),
• antystatyzowany procesowo (antystatyzacja przepeo-wadz ono na etapie produ kcji wyrobu).
1. 00E+07
aa
1,00E+06
0 2 4 6 8 10 12
miesiqce / months
Ryc. 3. RezyRteancja fartucha antystatycznego Fig. 3. ResiRtance olf an anti-statroc apron Zrodlo: О pracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
1, E+11
s -K s
1, E+09
™? 5
^ ^ S 1, E+08 Я Q Ш
1, E+07 U|? 1, E+07? 43 t 1, E+°5
3 (c)
& quot- 1, E+04
0
D01: 10. 12 845/bitp.3 8. 2! .2 015. 3
Tkanina z przeplotem metalowym — wyrob wedlug kryteriow (ryc. 1) podlega podzialom na:
• antystatyzowany skrosnie (o czym swiadczy niska rezystancja powierzchni wzglcdem uziemienia),
• preparowany fizycznie (poprzez wprowadzenie dodatku wlokien przewodzicych),
• antystatyzowany procesowo (antystatyzacja prz-ej^ro-1sw:. bajd). zono na etapie produkcji wyrobu).
-Ps -Pv
Ppp
0 2 4 6 8 10 12 miesrcce / months
Ryc. 4. Rezystancja tkaniny z przeplotem metalowym Fig. 4. Resiptance of a metal-interlaced fabric Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Tkanina antystatyzowana — wyrob wedlug kryteriow (punkt 2.3. ryc. 1) podlega podzialom na:
• antystatyzowany powierzchniowo (wyrob pokrywany poprzez spryskanie),
• preparowanychem icznie,
• antystatyzowany popr ocesowo.
Ps -Pv
& quot-Ppp
4 6 8 10 12 miesiqce / months
Ryc. 5. Rezystancja tkaniny oyp 1 (opracowa nie wlasne) Fig. 5. Resistance of type 1 fabric Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Tkanina antystatyzowana — wyrob wedlug kryteriow (ryc. 1) podlega podzialom na:
• antystatyzowany skrosnie (o czym swiadczy doda-nie antystatyku na etapie produkcji nitek, z ktorych wykonuje sic tkaninc),
• preparowany chemicznie (przez dodatek wlokien przewodz^cych),
• antystatyzacja procesowa (antystatyzacja przeprowa-dzono na etapie produkcji wyrobu).
1,00E+11
a
s
g 1,00E+10
S
(S
•1 1,00E+09
eu
a 1,00E+08 !? Я
'-f 1,00E+07
(S
g 1,00E+06
-Ps -Rv
Prr
4 6 8 10 miesi^ce / months
Ryc. 6. Rezystancja tkaniny typ 2 Fig. 6. Resistance of type 2 fabric Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
3. Podsumowanie
Technologia antystatyzacji, pomimo szerokiego sto -oowania w przemysle przetworstwa tworzywsztucznych, nie doczekala sic jeszcze kompleksowego opracowania literaturowego. Najbardziej aktualne informacje literaturowe pochodzi z konca lat 80. XX wieku oraz z w^sko tematycznych pubzlikacsji w specjalistycznych czasopismach bez szans na zastosowanie ogolne. W publikacji poolano rozszerzon^ wzg^dem dotychcoas znanych [9], [П] i [12].
Antystatyoacjc stosuje sic w celu obnizenia mozlfwosci noelektryzowania sic wyrobu w czasie jego eksploatacji. Utrzymanie pocz^tkowych wlasciwosci materialow w czasie jest bardzo istotne w odniesieniu do ich stosowania w atmo-sferze potencjalnie wybuchowej, szczegolnie wystcpuj^cej w kopalniach wcgla kamienne0!
W czasrch szerokfe g, o wykoczystama w prz emysle tworzyw sztuczrlycll coraz czcsoiej dochodzi do zagrozen zwi^za-nych z elektiyzocji wyrobow i brakiem zdolnosci do odpron wadzenia nadmiarowego ladunku poprzez wyrob. Tworzyw a sztuczne w celu elim inacji lub zmniejszenia ryzyka powstania ladunku elektrycznego s^ antystatyzowane — czyli polepszane — z punktu widzenia parametrow elektrostatycznych.
W artykule przedstawiono autorsk^ propozycjc podzialu technologii antystatyzacji [13]. Istotnym wnioskiem wynikaj^cym z prac naukowych [13], [16] podejmowanych w Glownym Instytucie Gornictwa, jest zaleznosc trwalosci parametrow w czasie i sposob oddzialywania na srodowisko od procesu antystatyzacji.
Ponizsze wnioski zostaly wyci^gnicte z badan i prac, ktorych konkluzje opisano w publikacji: • parametry elektrostatyczne wyrobow antystatyzowa-nych fizycznie s^ trwalsze w czasie niz wyrobow anty-statyzowanych chemicznie. Antystatyzacja (prepara-cja) fizyczna (dodanie do wyrobu dodatku bcd^cego cialem stalym) nie zanika w czasie, tak jak to sic dzieje z preparacji chemiczn^ (dodanie do wyrobu dodatku bcd^cego srodkiem chemicznym), poniewaz cialo stale nie wyplukuje sic, nie ulega reakcjom chemicznym, ani nie kruszy sic [10],
0
2
12
1. 00E+04
1,00E+0i
1. 00E+02
1. 00E+01
1. 00E+00
1. 00E+09
1. 00E+08
1. 00E+07
1. 00E+06
1. 00E+05
0
2
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
• wyrob antystatyzowany chemicznie poprocesowo cha-rakteryzuje sic duz^ niepewnosci^ wynikow parame-trow elektrostatycznych,
• wyrob antystatyzowany fizycznie charakteryzuje sic mal^ niepewnosci^ wynikow parametrow elektrosta-tycznych, jednak jest to uzaleznione od umieszczenia antystatyku — ciala stalego (nitek wcglowych, metalowych lub innych cial fizycznych stalych) i doboru metody badania rezystancji powierzchniowej (srednicy elektrody, odleglosci micdzy elektrodami itp.),
• wyrob antystatyzowany procesowo jest trwalszy w cza-sie niz wyrob antystatyzowany poprocesowo, poniewaz
BiTP Vol. 38 Issue 2, 2015, pp. 45−51 D01: 10. 12 845/bitp. 38.2. 2015. 3
w przypadku antystatyzacji procesowej polepsza sic polprodukt albo surowiec dla gotowego wyrobu. W przypadku antystatyzacji poprocesowej polepszeniu poddaje sic gotowy, wyprodukowany wyrob. Antystatyzacja tworzyw sztucznych zwraca uwagc sluzb bezpieczenstwa i nadzoru na bezpieczenstwo wybuchowe i pozarowe w strefach potencjalnie wybuchowych oraz wszcdzie tam, gdzie wystcpuj^ mieszaniny wybuchowe gazow lub par z powietrzem, pyly wybuchowe, ciecze palne oraz mgly palne.
Literatura
[1] Raport techniczny CLC/TR 50 404 z czerwca 2003 Elek-trostatyka — Kodeks post^powania praktycznego dla uni-kania zagrozen zwiqzanych z elektrycznosciq statycznq.
[2] Technical Specification IEC/TS 60 079−32−1: 2013 Explosives atmospheres — Part 32−1: Electrostatic hazards, guidance.
[3] PN-EN 13 463−1: 2010 Urzqdzenia nieelektryczne w prze-strzeniach zagrozonych wybuchem. Czgsc 1: Podstawowe zatozenia i wymagania.
[4] PN-E-5 203 Ochrona przed elektrycznosciq statycznq. Materiaty i wyroby stosowane w obiektach oraz strefach zagrozonych wybuchem. Metody badania oporu elektrycz-nego wtasciwego i oporu uptywu.
[5] Wyzszy Urzqd Gorniczy Departament Prawny, tekst jednolity Rozporzqdzenie Ministra Gospodarki z dnia 28. 06. 2002 w sprawie bezpieczenstwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpie-czenia przeciwpozarowego w podziemnych zakladach gorniczych.
[6] Raport techniczny CLC/TR 50 404 z czerwca 2003 Elek-trostatyka — Kodeks post^powania praktycznego dla uni-kania zagrozen zwiqzanych z elektrycznosciq statycznq.
[7] https: //www. youtube. com/watch?v=tuZxFL9cGkI film pt. & quot-Gas Station Fire, Static Electricity Starts a Flash Fire& quot-.
[8] www. elektrostastyka. gig. eu
[9] Strojny J., Elektrycznosc statyczna wpytaniach i odpowie-dziach, WNT, 1979.
[10] Rydarowski H., Tworzywa sztuczne w gornictwie — nowe tendencje, «Wiadomosci Gornicze& quot-, Issues 7−8, 2005.
[11] Bieniek D., Antidotum na elektrycznosc statycznq w two-rzywach, «Rynek Tworzyw& quot-, Issue 9, 2006.
[12] Gajewski A., Elektrycznosc statyczna: poznanie, pomiar, zapobieganie, eliminacja, Instytut Wydawniczy Zwiqzkow Zawodowych, 1987.
[13] Kcdzierski P., Dokumentacja pracy statutowej Badanie wlasciwosci materialow antystatycznych w zaleznosci od czasu uzytkowania, Glowny Instytut Gornictwa, 2012.
[14] Simorda J., Staroba J., Elektrycznosc statyczna wprzemysle, WNT, 1970.
[15] Pazdro K., Uwaga elektrycznosc statyczna, Instytut Wydawniczy CRZZ, 1972.
[16] Kcdzierski P., Wplyw czasu uzytkowania wyrobow na wartosci parametrow rezystancyjnych, X Jubileuszowe Sympozjum El-Tex Pola Elektrostatyczne i Elektromag-netyczne — nowe materialy i technologie, 2012.
Uzyte skroty:
Q — ladunek elektrostatyczny w kulombach,
Q0 — pocz^tkowy ladunek elektrostatyczny w kulombach,
t — czas w sekundach,
T — stala czasowa,
R — rezystancja w omach,
RS — rezystancja powierzchniowa w omach,
* *
Ry — rezystancja skrosna w omach,
RPP — rezystancja micdzy punktami w omach,
C — pojemnosc elektryczna w faradach,
U — napiccie elektrostatyczne w woltach,
ESDS — ElectroStatic Discharge Sensitive — produkt wraz-
liwy na wyladowania elektrostatyczne. *
dr hab. Henryk Passia, prof. GIG — pracownik naukowy Glownego Instytutu Gornictwa w Katowicach i Wyzszej Szkoly Zarz^dzania Ochron^ Pracy w Katowicach. Zajmuje sic problematyk^ zagrozen fizycznych w srodowisku pracy.
mgr inz. Przemyslaw Kcdzierski — pracownik naukowy Glownego Instytut Gornictwa. Zajmuje sic problematyk^ elek-trycznosci statycznej (ESD) oraz dzialalnosci^ prewencyjn^ w strefach zagrozonych wybuchem oraz w przemysle elektro-nicznym. Certyfikowany Koordynator ESD.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой