靜電效應

靜電效應（electrostaticeffect）是帶電體移近絕緣導體時，導體因感應而帶電的現象。聚合物所帶的電荷可改變小分子反應物在高分子線團中的局域濃度，從而影響其反應活性。

基本介紹

• 中文名：靜電效應
• 外文名：electrostaticeffect

定義

導體上與帶電體相近的部分所感應的電荷與帶電體的電性相異；較遠部分則帶同性電荷。此現象是由於物體在帶電體附近受到靜電場的影響而生產極化作用之故。

靜電效應

解釋

溶液中的靜電庫侖作用對液相中離子間反應速率的影響。具有較普遍意義的模型的基本假定為：

靜電效應

①A和B離子（或偶極子）生成的活化絡合物 (用下角標≠ 標示)是球形的；

②離子間相互作用較弱；

③溶劑分子的偶極矩相對來說較小；

④非靜電作用對理想狀況的偏差忽略不計；

⑤體系為稀溶液,且離子強度為零;

⑥介質是連續的；

⑦活化絡合物的形成可看作該球體的充電過程。

靜電利弊

利用和防止

靜電利與弊的利用和防止靜電的危害很多，它的第一種危害來源於帶電體的互相作用。在飛機機體與空氣、水氣、灰塵等微粒摩擦時會使飛機帶電，如果不採取措施，將會嚴重干擾飛機無線電設備的正常工作，使飛機變成聾子和瞎子；在印刷廠里，紙頁之間的靜電會使紙頁粘合在一起，難以分開，給印刷帶來麻煩；在製藥廠里。 由於靜電吸引塵埃，會使藥品達不到標準的純度；在放電視時螢屏表面的靜電容易吸附灰塵和油污，形成一層塵埃的薄膜，使圖像的清晰程度和亮度降低；就在混紡衣服上常見而又不易拍掉的灰塵，也是靜電搗的鬼。

靜電效應

靜電的第二大危害，是有可能因靜電火花點燃某些易燃物體而發生爆炸。漆黑的夜晚，我們脫尼龍、毛料衣服時，會發出火花和“叭叭”的響聲，這對人體基本無害。但在手術台上，靜電火花會引起麻醉劑的爆炸，傷害醫生和病人；在煤礦，則會引起瓦斯爆炸，會導致工人死傷，礦井報廢。

高分子材料

在二十世紀中期，隨著工業生產的高速發展以及高分子材料的迅速推廣套用, 一方面，一些電阻率很高的高分子材料如塑膠、橡膠等的製品的廣泛套用以及現代生產過程的高速化, 使得靜電能積累到很高的程度, 另一方面，靜電敏感材料的生產和使用, 如輕質油品, 火藥, 固態電子器件等, 工礦企業部門受靜電的危害也越來越突出, 靜電危害造成了相當嚴重的後果和損失。曾使得造成電子工業年損失達上百億美元，這還不包括潛在的損失。

靜電效應

在航天工業，靜電放電造成火箭和衛星發射失敗，干擾航天飛行器的運行。在石化工業，美國從1960年到1975年由於靜電引起的火災爆炸事故達116起。1969年底在不到一個月的時間內荷蘭、挪威、英國三艘20萬噸超級油輪洗艙時產生的靜電引起相繼發生爆炸以後，引起了世界科學家對靜電防護的關注。

中國在石化企業曾發生30多起較大的靜電事故, 其中損失達百萬元以上的有數起。例如上海某石化公司的2000m3甲苯罐, 山東某石化公司的膠渣罐, 撫順某石化公司的航煤罐等都因靜電造成了嚴重火災爆炸事故。二次世界大戰後許多工業已開發國家都建立了靜電研究機構。

靜電危害

起因於靜電力和靜電火花，靜電危害中最嚴重的靜電放電引起可燃物的起火和爆炸。人們常說，防患於未然，防止產生靜電的措施一般都是，改造起電強烈的工藝環節，採用起電較少的設備材料等。最簡單又最可靠的辦法是用導線把設備接地，這樣可以把電荷引人大地，避免靜電積累。細心的乘客大概會發現；在飛機的兩側翼尖及飛機的尾部都裝有放電刷，飛機著陸時，為了防止乘客下飛時被電擊，飛機起落架上大都使用特製的接地輪胎或接地線； 以泄放掉飛機在空中所產生的靜電荷。

靜電效應

我們還經常看到油罐車的尾部拖一條鐵鏈，這就是車的接地線。適當增加工作環境的濕度，讓電荷隨時放出，也可以有效地消除靜電。潮濕的天氣里不容易做好靜電試驗，就是這個道理。科研人員研究的抗靜電劑，則能很好地消除絕緣體內部的靜電。

然而，任何事物都有兩面性,對於靜電,只要摸透了它的脾氣，揚長避短，也能讓它為人類服務。比如， 靜電印花、靜電噴塗、靜電植絨、靜電除塵和港電分選技術等， 已在工業生產和生活中得到廣泛套用。靜電也開始在淡化海水，噴灑農藥、人工降雨、低溫冷凍等許多方面大顯身手，甚至在宇宙飛船上也安裝有靜電加料器等靜電裝置。

基本概況

通常任何物體所帶有的正負電荷是等量的，當與其它物體摩擦、接觸，並由於機械作用分離時，因兩種物體摩擦起電序列不同，在一種物體上積聚正電荷，另一種物體則積聚負電荷，在各物體上產生靜電，並在外部形成靜電場。兩種物質互相摩擦是產生靜電的一種方式，但不是唯一方式。像噴塗作業水滴吸附空氣中的負離子促成其表面雙電層的形成，也可產生靜電。現代科學研究的結果表明，電效應、壓電效應、導體（或電介質）的靜電感應都可產生靜電。靜電荷所產生的靜電場有下列三種物理效應對電子工業影響甚大。

靜電效應

對於離子間反應,偶極矩μ均為零，方程式最後一項為零，變成單球活化絡合物模型的波恩表達式。對於偶極子的相互作用，沒有淨電荷，Z均為零,方程式右邊第二項可刪去，靜電效應由最後一項確定。對於離子和偶極子間的反應則必須包括後面兩項,通常第二項小,主要由最後一項來預示。但無論對於那一類反應，方程均可用lnk對1/ε作圖得直線關係，斜率與組成該體系各粒子的半徑、電荷和偶極矩有關。溴乙酸鹽和硫代硫酸鹽間的離子反應可證明這一點。用此方程作精確定量有困難，而半定量關係就非常有用，它可表明介電常數對反應速率常數的影響。

靜電效應

例如，一個中性分子電離時，活化絡合物有很大的偶極矩μ>μA、μB，則據此方程,介電常數增大，反應速率常數也增大。這意味著高介電常數的溶劑有利於生成偶極矩大的任何粒子。又如，對於離子間的作用,方程最後一項可刪去，設rA≈rB≈rAB,得： 此結果說明：①對於同號離子反應,將lnk對1/ε作圖,斜率為負，即介質的介電常數增加，反應加快；②異號離子反應得正斜率，介電常數增加，反應速率減低。這都是介電常數高的溶劑分子減弱了離子間靜電庫侖力的結果。靜電作用由於對活化自由能有貢獻, 故對活化熵 S 也有貢獻，從而影響頻率因子，它正比於 可以估算出頻率因子按數量級隨ZAZB作跳躍式的變化,這已為實驗數據所證實。

預防措施

防靜電技術大都是遵循以下三項原則：抑制、疏導、中和。因為普遍認為完全不讓靜電產生是不可能的，只能是抑制靜電荷的聚集如嚴格限制物流的傳送速度和人員的操作速度，將設備管道儘量做到光滑平整，避免出現稜角等等。若抑制不了就設法疏導即向大地泄放，如將工作場所的空氣增濕，將一切導體接地，在工作檯及地面鋪設導靜電材料，操作人員穿導靜電服裝和鞋襪，甚至帶導靜電手環等。

若疏導不了就設法在原地中和，如採用感應式消電器、高壓靜電消電器、離子風消電器等。儘管採取了一些措施消除靜電且取得了一定效果但並末完全杜絕靜電危害，經過對各種防靜電手段的套用及其效果進行多年的分析研究人們終於認識到那些方法仍屬局部防治，總有防治措施未保護到的區域可能會產生靜電危害，於是人們構想能否找到全方位全環境的靜電防治方法。

回答是肯定的，這就是現代靜電防治的新概念一一全方位全環境靜電防治與傳統的靜電防治觀念不同的是全方位全環境靜電防治所關注的不再是一個個具體的產生靜電的部位或工作面，而是整個工作區域的全部空間，其核心是致力於消除所有設備、物料、人員在各個環節所有工作過程中由於流動摩擦而產生靜電聚集的可能性。這種全新的概念已成為現代工業以及辦公自動化和家用電子設備防治靜電危害的指導原則。根據這種指導原則要實現全方位全環境靜電防治必須開發以下關鍵技術：

1、在相對封閉的生產或工作環境中對地面、牆壁、天花板採取相應措施使其具有良好的導靜電性能。

2、對所有設備工作檯面坐椅等採取表面處理措施，有效地改變各種材料的表面阻抗使其受到摩擦作用時不產生靜電或靜電荷不能聚集。

3、對該環境中的操作或工作人員採取全面的防靜電保護，使其人體靜電達到最小程度。

以上所採取的防靜電措施應與該環境空氣的相對濕度沒有關係或對該環境的空間加以處理增大其空氣的導靜電係數。

結構因素

聚合物本身的結構對其化學反應性能的影響，稱高分子效應。高分子效應主要有以下幾種：

1、鄰基效應

a.位阻效應：由於新生成功能基的立體阻礙，導致其鄰近功能基難以繼續參與反應。

b.靜電效應：鄰近基團的靜電效應可降低或提高功能基的反應活性。如聚丙烯醯胺的酸催化水解反應速率隨反應的進行而增大，其原因是水解生成的羧基與鄰近的未水解的醯胺基可形成酸酐環狀過渡態，從而促進了醯胺基中-NH2的離去加速水解。而聚丙烯醯胺在強鹼條件下水解時，當其中某個醯胺基鄰近的基團都已轉化為羧酸根後，由於進攻的OH-與高分子鏈上生成的-COO-帶相同電荷，相互排斥，因而難以與被進攻的醯胺基接觸，不能再進一步水解，因而其水解程度一般在70%以下。