সারফ্যাক্ট্যান্টের অ্যান্টিস্ট্যাটিক প্রভাব

দ্যডিটারজেন্সি সারফ্যাক্ট্যান্টের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য হলো এর ব্যবহারিক উপযোগিতা। এটি হাজার হাজার পরিবারের দৈনন্দিন জীবনে জড়িত। অধিকন্তু, বিভিন্ন শিল্প এবং সব ধরনের শিল্প উৎপাদনে এর প্রয়োগ ক্রমশ বাড়ছে।

সারফ্যাক্ট্যান্টের অ্যান্টিস্ট্যাটিক প্রভাব

ফাইবার, প্লাস্টিক এবং অন্যান্য পণ্যে ঘর্ষণের কারণে প্রায়শই স্থির বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়, যা সেগুলোর ব্যবহারিক কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে। উদাহরণস্বরূপ, ফাইবারের কাপড়ে স্থির বিদ্যুৎ থাকলে প্রায়শই “শরীরে লেগে থাকা” বা “স্থির আকর্ষণ”-এর মতো অসুবিধা দেখা দেয়, পাশাপাশি এগুলো সহজে ধুলো শোষণ করে বা নোংরা হয়ে যায়। প্লাস্টিক পণ্যের উপর স্থির বিদ্যুতের প্রভাব আরও বেশি। এতে শুধু যে পণ্যগুলো সহজেই ধুলো আকর্ষণ করে তাদের স্বচ্ছতা, উপরিভাগের পরিচ্ছন্নতা এবং বাহ্যিক সৌন্দর্যকে প্রভাবিত করে তাই নয়, বরং এগুলো পণ্যের ব্যবহারযোগ্যতা এবং মূল্যও হ্রাস করে।

এই স্থির বিদ্যুৎ ঘটনা দূর করার জন্য বর্তমানে সারফ্যাক্ট্যান্ট অ্যান্টিস্ট্যাটিক পদ্ধতিই সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়। এই ধরনের সারফ্যাক্ট্যান্টকে বলা হয়অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট।

1. স্থিরবৈদ্যুতিক ঘটনা এবং তাদের কারণসমূহ

তন্তুর তড়িৎায়নের ক্রম সম্পর্কে বিভিন্ন গবেষকের প্রাপ্ত ফলাফলে কিছু পার্থক্য থাকলেও, উল, নাইলন এবং কৃত্রিম উলের মতো অ্যামাইড বন্ধনযুক্ত তন্তুগুলো ধনাত্মক চার্জযুক্ত হওয়ার প্রবণতা দেখায়।

পদার্থের সাধারণ বৈদ্যুতিক আধানের অবস্থা, ধনাত্মক থেকে ঋণাত্মক পর্যন্ত, নিম্নরূপ: (+) পলিইউরেথেন – চুল – নাইলন – পশম – রেশম – ভিসকোজ ফাইবার – তুলা – শক্ত রাবার – অ্যাসিটেট ফাইবার – ভিনাইলন – পলিপ্রোপিলিন – পলিয়েস্টার – পলিঅ্যাক্রাইলোনাইট্রাইল – পলিভিনাইল ক্লোরাইড – ভিনাইল ক্লোরাইড – অ্যাক্রাইলোনাইট্রাইল কোপলিমার – পলিইথিলিন – পলিটেট্রাফ্লুরোইথিলিন (-)। যদিও স্থির বিদ্যুৎ উৎপন্ন হওয়ার কারণ এখনও পুরোপুরি বোঝা যায়নি, তবে সাধারণত বিশ্বাস করা হয় যে যখন বিভিন্ন ধরণের বস্তু একে অপরের সাথে ঘষা খায়, তখন ঘর্ষিত বস্তুগুলোর মধ্যে চলমান আধান তৈরি হয়, যার ফলে স্থির বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়। কোনো বস্তু কী ধরনের আধান বহন করে তা ইলেকট্রন গ্রহণ বা বর্জনের মাধ্যমে নির্ধারণ করা যায়। যদি কোনো বস্তু ইলেকট্রন হারায়, তবে তা ধনাত্মক আধানযুক্ত হয়; যদি এটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে, তবে তা ঋণাত্মক আধানযুক্ত হয়।

1. অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট

স্থির বিদ্যুৎ দূর করার দুটি প্রধান পদ্ধতি রয়েছে:

ভৌত পদ্ধতি: যেহেতু স্থির বিদ্যুতের পরিমাণ তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতা দ্বারা প্রভাবিত হয়, তাই বস্তুর পৃষ্ঠ থেকে স্থির বিদ্যুৎ দূর করার জন্য তাপমাত্রা ও আর্দ্রতা সমন্বয় এবং করোনা ডিসচার্জের মতো ভৌত পদ্ধতি ব্যবহার করা যেতে পারে।

পৃষ্ঠ রাসায়নিক পদ্ধতিঅর্থাৎ, স্থির বিদ্যুৎ দূর করার উদ্দেশ্য সাধনের জন্য ফাইবার ও প্লাস্টিক পণ্যের পৃষ্ঠতলে প্রলেপ দিতে অথবা প্লাস্টিকের সাথে সারফ্যাক্ট্যান্ট, যা অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট নামেও পরিচিত, ব্যবহার করা।

২.১. ফাইবারের জন্য অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট

অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টদের যে শর্তগুলো পূরণ করতে হবে:

(1) ফাইবারের স্পর্শ অনুভূতি পরিবর্তন করবেন না;

(2) ভালো অ্যান্টিস্ট্যাটিক প্রভাব, অল্প মাত্রা এবং নিম্ন তাপমাত্রাতেও কার্যকর;

(3) রজন তন্তুর সাথে ভালো সামঞ্জস্য;

(4) অন্যান্য সংযোজনীর সাথে ভালো সামঞ্জস্য;

(5) কোন ফেনা তৈরি হয় না এবং জলের দাগ পড়ে না;

(6) বিষাক্ত নয় এবং ত্বকের জন্য ক্ষতিকর নয়;

(7) ভালো স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে পারে।

২.২. অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টের প্রকারভেদ

ফাইবারের জন্য ব্যবহৃত প্রধান ধরনের অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টগুলো হলো ক্যাটায়নিক এবং অ্যাম্ফোটেরিক আয়নিক সারফ্যাক্ট্যান্ট।

২.৩. অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টের কার্যপ্রণালী

ফাইবারের স্থির বিদ্যুৎ প্রতিরোধের জন্য ব্যবহৃত সারফ্যাক্ট্যান্টের কার্যপ্রণালী প্রধানত দুটি দিক থেকে প্রকাশ পায়: ফাইবার কাপড়ের পৃষ্ঠ ঘষা লাগলে স্থির বিদ্যুৎ উৎপন্ন হওয়া প্রতিরোধ করা এবং পৃষ্ঠের চার্জের অপচয় ঘটানো। ঘর্ষণজনিত বিদ্যুতায়ন প্রতিরোধ করা সারফ্যাক্ট্যান্টের গঠনের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত; অন্যদিকে, পৃষ্ঠের চার্জের অপচয় ফাইবার কাপড়ের উপর সারফ্যাক্ট্যান্টের শোষণ পরিমাণ এবং আর্দ্রতা শোষণ ক্ষমতার সাথে সম্পর্কিত।

ক্যাটায়নিক সারফ্যাক্ট্যান্ট এরা নিজেদের ধনাত্মক চার্জের মাধ্যমে সহজেই ঋণাত্মক চার্জযুক্ত তন্তুর পৃষ্ঠে সংযুক্ত হতে পারে।

①এটি ফাইবারের পৃষ্ঠের চার্জকে প্রশমিত করতে পারে;

২যেহেতু ক্যাটায়নিক সারফ্যাক্ট্যান্টগুলো ধনাত্মক চার্জযুক্ত কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম আয়নের সাহায্যে ফাইবারের পৃষ্ঠে অধিশোষিত হয় এবং হাইড্রোফোবিক হাইড্রোকার্বন চেইনগুলো বাইরের দিকে মুখ করে থাকে, তাই ফাইবারের পৃষ্ঠে হাইড্রোকার্বন চেইন দ্বারা গঠিত একটি বিন্যস্ত অধিশোষণ ফিল্ম তৈরি হয়। এই অধিশোষণ ফিল্মটি ঘর্ষণের সময় ফাইবারের পৃষ্ঠে উৎপন্ন ঘর্ষণ বলকে কার্যকরভাবে হ্রাস করতে পারে, যার ফলে ঘর্ষণজনিত বিদ্যুতায়ন ঘটনাটি দুর্বল হয়ে পড়ে।

কম পোলারিটি এবং শক্তিশালী হাইড্রোফোবিসিটি সম্পন্ন সিন্থেটিক ফাইবারের ক্ষেত্রে, ক্যাটায়নিক সারফ্যাক্ট্যান্টগুলো তাদের হাইড্রোফোবিক হাইড্রোকার্বন চেইনের মাধ্যমে ভ্যান ডার ওয়ালস বলের দ্বারা ফাইবারের পৃষ্ঠে অধিশোষিত হয়, এবং একই সাথে পোলার কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম গ্রুপগুলো বাইরের দিকে মুখ করে থাকে, যা হাইড্রোফিলিক পোলার গ্রুপ দ্বারা ফাইবারের পৃষ্ঠকে আবৃত করে। এটি কেবল ফাইবারের পৃষ্ঠের পরিবাহিতা বৃদ্ধি করে না, বরং এর পৃষ্ঠের আর্দ্রতাও বাড়ায়, যা ঘর্ষণের ফলে উৎপন্ন স্থির বিদ্যুৎ অপসারণে সহায়ক এবং অ্যান্টিস্ট্যাটিক ভূমিকা পালন করে।

প্রাকৃতিক তন্তুর পৃষ্ঠে ডাইঅক্টাডেসিল অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইডের শোষণের পরিমাণ কৃত্রিম তন্তুর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। এটি ইঙ্গিত দেয় যে প্রাকৃতিক তন্তুর উপর এর অ্যান্টিস্ট্যাটিক প্রভাব আরও ভালো।

ক্যাটায়নিক সারফ্যাক্ট্যান্টের মতো, অ্যাম্ফোটেরিক আয়নিক সারফ্যাক্ট্যান্টও ধনাত্মক চার্জ বহন করে এবং স্থির চার্জকে প্রশমিত করার জন্য ঋণাত্মক চার্জযুক্ত ফাইবারের পৃষ্ঠে অধিশোষিত হতে পারে। এদের হাইড্রোফোবিক গ্রুপগুলো ঘর্ষণ কমাতেও সাহায্য করে। অধিকন্তু, ক্যাটায়নিক সারফ্যাক্ট্যান্টের তুলনায় এদের আণবিক গঠনে একটি অতিরিক্ত অ্যানায়নিক গ্রুপ থাকে, ফলে এরা আর্দ্রতা বৃদ্ধি এবং চার্জ নিঃসরণ আরও ভালোভাবে করতে পারে। তাই, অ্যাম্ফোটেরিক আয়নিক সারফ্যাক্ট্যান্টগুলো ভালো কার্যক্ষমতাসম্পন্ন অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট, কিন্তু এদের দাম তুলনামূলকভাবে বেশি।

ফাইবারের পৃষ্ঠে কম পরিমাণে শোষিত হওয়ার কারণে অ্যানায়নিক এবং নন-আয়নিক সারফ্যাক্ট্যান্টগুলোর অ্যান্টিস্ট্যাটিক প্রভাব দুর্বল। নন-আয়নিক সারফ্যাক্ট্যান্টগুলোর শোষণের পরিমাণ অ্যানায়নিকগুলোর চেয়ে বেশি, কারণ এটি ফাইবারের পৃষ্ঠের চার্জ দ্বারা প্রভাবিত হয় না, কিন্তু স্থির বিদ্যুৎ অপসারণে এদের প্রভাব দুর্বল, তাই এদের অ্যান্টিস্ট্যাটিক ক্ষমতা ক্যাটায়নিক এবং অ্যাম্ফোটেরিক আয়নিক সারফ্যাক্ট্যান্টগুলোর তুলনায় অনেক খারাপ।

1. প্লাস্টিকের জন্য অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট

প্লাস্টিকের জন্য অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট হিসেবে সারফ্যাক্ট্যান্টের কার্যপ্রণালী: সারফ্যাক্ট্যান্টগুলো তাদের হাইড্রোফোবিক হাইড্রোকার্বন চেইনের মাধ্যমে ভ্যান ডার ওয়ালস বলের দ্বারা প্লাস্টিকের পৃষ্ঠে অধিশোষিত হয়, এবং একই সাথে তাদের পোলার গ্রুপগুলো বাইরের দিকে প্রসারিত হয়ে প্লাস্টিকের পৃষ্ঠে সারফ্যাক্ট্যান্টের একটি বিন্যস্ত অধিশোষণ স্তর তৈরি করে। এই স্তরটি পরিবাহিতা প্রদান করে, যার ফলে স্থির চার্জ ভালোভাবে অপসারিত হতে পারে। একই সাথে, এই অধিশোষণ স্তরটি প্লাস্টিকের পৃষ্ঠের ঘর্ষণও কমাতে পারে।

প্লাস্টিক অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টগুলিকে সারফ্যাক্ট্যান্টের প্রকারভেদ অনুসারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

(1) অ্যানায়নিক প্রকার;

(2) ক্যাটায়নিক প্রকার;

(3) উভধর্মী আয়নিক প্রকার;

(4) অন-আয়নিক প্রকার।

ব্যবহার পদ্ধতি অনুসারে অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টগুলোকে দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা যায়:

(1) পৃষ্ঠতল-আবৃত অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট;

(2) যৌগিক ধরণের অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট।