1. Struktur molekul dan sifat golongan serta jumlah penjumlahannya [3]
Efek dari agen antistatis pertama-tama bergantung pada karakteristik dasarnya sebagai aktivitas permukaan surfaktan. Aktivitas permukaan berkaitan dengan jenis gugus hidrofilik, jenis gugus hidrofobik, bentuk molekul, dan berat molekul. Ketika molekul zat antistatik teradsorpsi secara terarah pada antarmuka fase, energi bebas antarmuka fase dan sudut kontak kritis antara air dan plastik akan berkurang. Adsorpsi ini tidak hanya berkaitan dengan sifat-sifat matriks, tetapi juga sifat-sifat surfaktan. Menurut aturan kesamaan polaritas, bagian rantai hidrokarbon dari molekul surfaktan cenderung bersentuhan dengan segmen polimer, dan bagian gugus polar cenderung bersentuhan dengan air di udara. Sebagai bahan hidrofobik, fungsi utama zat antistatik pada permukaan bahan polimer adalah membentuk lapisan adsorpsi hidrofilik teratur yang menghadap air di udara.
Dalam hal kelembaban udara yang sama, zat antistatik dengan hidrofilisitas yang baik akan mengikat lebih banyak air, sehingga permukaan polimer dapat menyerap lebih banyak air, dan kondisi ionisasi ion lebih memadai, sehingga meningkatkan efek antistatis.
Perpindahan muatan juga dapat terjadi melalui penggantian proton. Agen antistatis yang mengandung gugus hidroksil atau amino dapat dihubungkan menjadi rantai melalui ikatan hidrogen dan juga dapat bekerja pada kelembapan yang lebih rendah. Dalam lingkungan udara kering, jika produk plastik diharuskan memberikan sifat antistatik segera setelah pencetakan, penggunaan bahan antistatis poliol monostearat sangat efektif. Hidroksietilalkilamin dalam polipropilen menunjukkan efek antistatis terbaik hanya setelah periode penyimpanan pada kelembapan relatif 50 %, dan sangat dipengaruhi oleh kelembapan. Monogliserida asam stearat menghasilkan efek antistatis segera setelah penambahan dan tidak terpengaruh oleh kelembapan, namun efeknya jelas menurun seiring dengan bertambahnya waktu penyimpanan.
Efek bahan antistatis aditif ditentukan oleh laju migrasi bahan tambahan ke permukaan produk plastik. Ketika permukaan produk plastik ditutupi dengan lapisan konduktif kontinu, redaman muatan menjadi optimal.
Berat molekul zat antistatik terlalu tinggi, sehingga tidak kondusif untuk migrasi ke permukaan polimer; berat molekulnya terlalu rendah, dan ketahanan pencucian serta ketahanan gesekan permukaannya tidak baik. Biasanya berat molekul zat antistatis jauh lebih kecil dibandingkan berat molekul polimer. Penambahan zat dengan berat molekul rendah dapat menurunkan sifat fisik dan mekanik bahan polimer tinggi. Untuk mengurangi efek buruk ini, zat antistatis biasanya ditambahkan dalam jumlah yang sangat sedikit, seperti surfaktan "satu titik segar", umumnya 1ppm~1000ppm, dan dapat juga ditambahkan setelah pengenceran. Jumlah zat antistatis yang ditambahkan juga bervariasi tergantung penggunaan produk.
Nilai CMC (konsentrasi misel kritis) adalah ukuran aktivitas permukaan suatu surfaktan. Semakin kecil nilai CMC maka semakin rendah konsentrasi surfaktan untuk mencapai permukaan (interface) adsorpsi, atau semakin rendah konsentrasi yang dibutuhkan untuk membentuk misel, sehingga semakin rendah pula konsentrasi efektif sifat antistatisnya. Jumlah zat antistatis yang ditambahkan dengan struktur berbeda berbeda-beda, dan bervariasi menurut bentuk produk. Besaran penambahannya mempunyai kisaran. Terlalu rendah maka efek antistatiknya tidak terlihat jelas, terlalu tinggi akan mempengaruhi sifat fisik dan mekanik material. Jumlah penambahan produk tipis seperti film dan lembaran sedikit, dan jumlah penambahan produk tebal relatif besar.
2. Kompatibilitas antara zat antistatis dan polimer mengikuti prinsip kompatibilitas polaritas yang serupa. Semua bahan polimer memiliki struktur rantai karbon yang panjang, sebagian besar merupakan resin non-polar, dan beberapa memiliki kelompok ujung polar, yang meningkatkan polaritas. Agen antistatik memiliki gugus hidrofobik (non-polar) dan hidrofilik (polar). Umumnya, semakin panjang rantai karbon pada gugus hidrofobik, semakin baik kompatibilitasnya dengan polimer. Jika gugus hidrofilik sangat polar, maka kompatibilitasnya dengan polimer kurang baik; jika polaritasnya lemah, adsorpsi hidrofiliknya buruk. Kompatibilitasnya terlalu baik, zat antistatis tidak mudah dikeluarkan, dan efek antistatis tidak dapat dicapai; kompatibilitasnya kurang baik, penghapusannya terlalu cepat, dan masa pakainya terlalu singkat, sehingga mempengaruhi penggunaan jangka panjang. Oleh karena itu, faktor-faktor di atas perlu dipertimbangkan ketika merancang dan menggunakan bahan antistatik, dan variasi serta penggunaan bahan antistatis yang optimal harus disaring melalui eksperimen.
