結晶性的小分子抗靜電劑如何在塑料表面起作用？
1、一個關于抗靜電劑的問題

今天早上，看到一個解釋冰的表面為什么那么滑的研究，大開眼界。不由得想到了幾個月來困惑我的一個問題：結晶性抗靜電劑，例如硬脂酸單甘脂，它們?yōu)槭裁床粫驗榻Y晶而喪失抗靜電性？

我當時是這么想的，硬脂酸單甘脂（GMS）具有熔點，是會結晶的，在結晶之前，具有抗靜電功能的兩個羥基朝向表面排列，硬脂酸基向內(nèi)排列，與樹脂相容。隨著溫度降低，GMS的硬脂酸基開始折疊形成結晶，而把具有羥基的頭部留在外面。

2、冰的表面為什么那么滑？
科學家們想出了“壓力融解說”“摩擦融解說”和“表面融化說”，來解釋冰面為
什么那么滑。

還有一種猜想是冰面本來就有水！

      2017年，Huib J. Bakker課題組利用Surface sum-frequency generation (SFG) spectroscopy技術觀測到冰表面存在一層“準液體”。

原來，當水結冰時，每一個水分子都會通過氫鍵抓住其周圍的水分子，形成晶體結構，就像圖中紅色的結構一樣。但是表層的水分子周圍缺少其他水分子，因此沒有辦法形成如冰塊內(nèi)部那般規(guī)則的結構，只能雜亂無序地游蕩在表面。形成一層過冷液體“水膜”。從零度到零下二十多度，這層“水膜”一直存在。
      早在1987，科學家就已經(jīng)用X射線成像證實了冰面上的確存在一層“準液體”水。它非常非常薄，在-1 ℃時其厚度介于1~94 nm之間。

      隨后進行的分子動力學模擬，研究表明大部分的冰中的每個水分子與四個水分子形成氫鍵，而在冰表面的“準液體”層中的每個分子與兩到三個水分子以氫鍵結合。當溫度高于-70 ℃時，只有兩個氫鍵的分子比例開始增加，與下層冰連接的氫鍵斷裂，使得冰表面產(chǎn)生了很多具有流動性的“水分子”，實際上也可以稱作“可移動的冰”。這就像地面上鋪了一層滾動的圓木，冰面也因此變得非常光滑。

3、重新解釋結晶性抗靜電劑的作用機理
①塑料表面的抗靜電劑至少有一部分可能會以非晶態(tài)存在；
②非晶態(tài)抗靜電劑存在的原因可能是由于冷卻速度太快導致的非晶化的可能性較小，因為C18+C3結構的分子應該松弛很快，不會妨礙結晶的。
③唯一可能的原因就是表面之外缺乏原子“配位”造成了抗靜電劑結晶的困難。
④難以結晶的GMS分子可以根據(jù)塑料與空氣的界面極性，選擇極性頭向外，非極性尾巴向內(nèi)的策略。向外的極性羥基吸收水分后形成抗靜電層。

摘自：網(wǎng)絡

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