सर्फेक्टेंट का एंटीस्टैटिक प्रभाव

डिटर्जेंसी सरफैक्टेंट का यह गुण उन्हें सबसे व्यावहारिक उपयोग प्रदान करता है। यह हजारों घरों के दैनिक जीवन का अभिन्न अंग है। इसके अलावा, इसका उपयोग विभिन्न उद्योगों और सभी प्रकार के औद्योगिक उत्पादन में तेजी से बढ़ रहा है।

सर्फेक्टेंट का एंटीस्टैटिक प्रभाव

फाइबर, प्लास्टिक और अन्य उत्पाद घर्षण के कारण अक्सर स्थैतिक विद्युत उत्पन्न करते हैं, जिससे उनके उपयोग पर असर पड़ता है। उदाहरण के लिए, फाइबर से बने कपड़ों में स्थैतिक विद्युत होने से उनमें अक्सर शरीर से चिपकना या स्थैतिक आसंजन जैसी कमियां आ जाती हैं, साथ ही वे धूल सोखने या गंदे होने के प्रति अधिक संवेदनशील हो जाते हैं। प्लास्टिक उत्पादों पर स्थैतिक विद्युत का प्रभाव और भी अधिक होता है। इससे न केवल उत्पाद आसानी से धूल आकर्षित करते हैं, जिससे उनकी पारदर्शिता, सतह की सफाई और दिखावट प्रभावित होती है, बल्कि उत्पादों की उपयोगिता और मूल्य भी कम हो जाता है।

इस स्थैतिक विद्युत की समस्या को दूर करने के लिए, आजकल सर्फेक्टेंट एंटीस्टैटिक विधि का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। ऐसे सर्फेक्टेंट को कहा जाता हैविरोधी स्थैतिक एजेंट।

1. स्थिर विद्युतगतिकी संबंधी घटनाएँ और उनके कारण

हालांकि फाइबर के विद्युतीकरण के क्रम के संबंध में विभिन्न शोधकर्ताओं द्वारा प्राप्त परिणामों में कुछ अंतर हैं, लेकिन ऊन, नायलॉन और कृत्रिम ऊन जैसे एमाइड बॉन्ड वाले फाइबर सकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं।

पदार्थों की सामान्य विद्युत आवेश स्थिति, धनात्मक से ऋणात्मक क्रम में, इस प्रकार है: (+) पॉलीयुरेथेन – बाल – नायलॉन – ऊन – रेशम – विस्कोस फाइबर – कपास – कठोर रबर – एसीटेट फाइबर – विनाइलॉन – पॉलीप्रोपाइलीन – पॉलिएस्टर – पॉलीएक्रिलोनाइट्राइल – पॉलीविनाइल क्लोराइड – विनाइल क्लोराइड – एक्रिलोनाइट्राइल कोपॉलिमर – ​​पॉलीइथाइलीन – पॉलीटेट्राफ्लोरोइथाइलीन (-)। यद्यपि स्थैतिक विद्युत उत्पन्न होने का कारण अभी पूरी तरह से समझा नहीं गया है, फिर भी यह माना जाता है कि जब विभिन्न प्रकार की वस्तुएँ एक दूसरे से रगड़ती हैं, तो रगड़ी गई वस्तुओं के बीच गतिशील आवेश उत्पन्न होते हैं, जिससे स्थैतिक विद्युत उत्पन्न होती है। किसी वस्तु पर मौजूद आवेश का प्रकार इलेक्ट्रॉनों के ग्रहण या हानि से निर्धारित किया जा सकता है। यदि कोई वस्तु इलेक्ट्रॉन खोती है, तो वह धनात्मक आवेशित हो जाती है; यदि वह इलेक्ट्रॉन ग्रहण करती है, तो वह ऋणात्मक आवेशित हो जाती है।

1. एंटीस्टैटिक एजेंट

स्थैतिक विद्युत को समाप्त करने के दो मुख्य तरीके हैं:

भौतिक विधि: चूंकि स्थैतिक विद्युत की तीव्रता तापमान और आर्द्रता से प्रभावित होती है, इसलिए तापमान और आर्द्रता को समायोजित करने और कोरोना डिस्चार्ज जैसी भौतिक विधियों का उपयोग वस्तुओं की सतह पर स्थैतिक विद्युत को समाप्त करने के लिए किया जा सकता है।

सतही रासायनिक विधियानी, स्थैतिक विद्युत को समाप्त करने के उद्देश्य से रेशों और प्लास्टिक उत्पादों पर सतही उपचार करने या उन्हें प्लास्टिक में मिलाने के लिए सर्फेक्टेंट, जिन्हें एंटीस्टैटिक एजेंट भी कहा जाता है, का उपयोग करना।

2.I. तंतुओं के लिए एंटीस्टैटिक एजेंट

एंटीस्टैटिक एजेंटों को निम्नलिखित शर्तों को पूरा करना चाहिए:

(1) फाइबर के स्पर्श अनुभव को न बदलें;

(2) अच्छा एंटीस्टैटिक प्रभाव, कम खुराक, और कम तापमान पर भी प्रभावी;

(3) रेजिन फाइबर के साथ अच्छी अनुकूलता;

(4) अन्य योजकों के साथ अच्छी अनुकूलता;

(5) झाग की घटना नहीं और पानी के दाग नहीं;

(6) गैर विषैला और त्वचा के लिए गैर-हानिकारक;

(7) अच्छी स्थिरता बनाए रख सकता है।

2.2. एंटीस्टैटिक एजेंटों के प्रकार

फाइबर के लिए उपयोग किए जाने वाले एंटीस्टैटिक एजेंटों के मुख्य प्रकार कैटायनिक और एम्फोटेरिक आयनिक सर्फेक्टेंट हैं।

2.3. एंटीस्टैटिक एजेंटों की क्रियाविधि

फाइबर के एंटीस्टैटिक गुणों के लिए उपयोग किए जाने वाले सर्फेक्टेंट का एंटीस्टैटिक तंत्र मुख्य रूप से दो पहलुओं में प्रकट होता है: फाइबर फैब्रिक की सतह को रगड़ने पर स्थैतिक विद्युत के उत्पादन को रोकना और सतही आवेशों का क्षय करना। घर्षण से उत्पन्न विद्युतीकरण को रोकना सर्फेक्टेंट की संरचना से निकटता से संबंधित है; जबकि सतही आवेशों का क्षय फाइबर फैब्रिक पर सर्फेक्टेंट की अधिशोषण मात्रा और आर्द्रता सोखने की क्षमता से संबंधित है।

धनायनिक सर्फेक्टेंट ये अपने धनात्मक आवेशों के कारण ऋणात्मक आवेशित रेशों की सतह पर आसानी से अधिशोषित हो सकते हैं।

①यह फाइबर के सतही आवेश को बेअसर कर सकता है;

②धनायनिक सर्फेक्टेंट धनात्मक आवेशित चतुर्धातुक अमोनियम आयनों के साथ फाइबर की सतह पर अधिशोषित होते हैं, और जल-विरोधी हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाएं बाहर की ओर होती हैं, जिससे फाइबर की सतह पर हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं से बनी एक उन्मुख अधिशोषण परत बन जाती है। यह अधिशोषण परत घर्षण के दौरान फाइबर की सतह पर उत्पन्न घर्षण बल को प्रभावी ढंग से कम कर सकती है, जिससे घर्षण विद्युतीकरण की घटना कमजोर हो जाती है।

कम ध्रुवीयता और प्रबल जलविरोधक गुणों वाले सिंथेटिक रेशों के लिए, धनायनिक सर्फेक्टेंट अपने जलविरोधक हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं के साथ वैन डेर वाल्स बलों के माध्यम से रेशे की सतह पर अधिशोषित हो जाते हैं, जबकि ध्रुवीय चतुर्धातुक अमोनियम समूह बाहर की ओर होते हैं, जिससे रेशे की सतह जल-प्रेमी ध्रुवीय समूहों से ढक जाती है। इससे न केवल रेशे की सतह की चालकता बढ़ती है, बल्कि इसकी सतही आर्द्रता भी बढ़ती है, जो घर्षण से उत्पन्न स्थैतिक विद्युत के क्षय में सहायक होती है और स्थैतिक-रोधी भूमिका निभाती है।

प्राकृतिक रेशों की सतह पर डायोक्टाडेसिल अमोनियम क्लोराइड का अधिशोषण कृत्रिम रेशों की तुलना में काफी अधिक होता है। इससे यह संकेत मिलता है कि प्राकृतिक रेशों पर इसका स्थैतिक प्रतिरोध प्रभाव बेहतर है।

कैटायनिक सर्फेक्टेंट की तरह, एम्फोटेरिक आयनिक सर्फेक्टेंट में भी धनात्मक आवेश होते हैं और ये ऋणात्मक आवेशित रेशों की सतह पर अधिशोषित होकर स्थैतिक आवेशों को निष्क्रिय कर सकते हैं। इनके जल-विरोधी समूह घर्षण को कम करने में भी सहायक होते हैं। इसके अलावा, कैटायनिक सर्फेक्टेंट की तुलना में, इनकी आणविक संरचना में एक अतिरिक्त ऋणायनिक समूह होता है, जिससे ये आर्द्रता और आवेश अपव्यय को बेहतर ढंग से बढ़ा सकते हैं। अतः, एम्फोटेरिक आयनिक सर्फेक्टेंट अच्छे प्रदर्शन वाले स्थैतिक रोधी एजेंट हैं, लेकिन इनकी कीमत अपेक्षाकृत अधिक होती है।

फाइबर की सतह पर कम अधिशोषण मात्रा के कारण एनायनिक और नॉन-आयनिक सर्फेक्टेंट का स्थैतिक प्रतिरोध प्रभाव कम होता है। नॉन-आयनिक सर्फेक्टेंट की अधिशोषण मात्रा एनायनिक सर्फेक्टेंट की तुलना में अधिक होती है क्योंकि यह फाइबर के सतह आवेश से प्रभावित नहीं होती है, लेकिन स्थैतिक आवेश के क्षय पर इनका प्रभाव कम होता है, इसलिए इनकी स्थैतिक प्रतिरोध क्षमता कैटायनिक और एम्फोटेरिक आयनिक सर्फेक्टेंट की तुलना में कहीं कम होती है।

1. प्लास्टिक के लिए एंटीस्टैटिक एजेंट

प्लास्टिक के लिए एंटीस्टैटिक एजेंट के रूप में सर्फेक्टेंट की क्रियाविधि: सर्फेक्टेंट अपने हाइड्रोफोबिक हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं के साथ वैन डेर वाल्स बलों के माध्यम से प्लास्टिक की सतह पर अधिशोषित होते हैं, जबकि उनके ध्रुवीय समूह बाहर की ओर फैलते हैं, जिससे प्लास्टिक की सतह पर सर्फेक्टेंट की एक दिशाबद्ध अधिशोषण परत बन जाती है। यह परत चालकता प्रदान करती है, जिससे स्थैतिक आवेशों का अच्छी तरह से क्षय हो जाता है। साथ ही, यह अधिशोषण परत प्लास्टिक की सतह पर घर्षण को भी कम कर सकती है।

प्लास्टिक एंटीस्टैटिक एजेंटों को सर्फेक्टेंट के प्रकार के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है:

(1) आयनिक प्रकार;

(2) धनायनिक प्रकार;

(3) उभयधर्मी आयनिक प्रकार;

(4) गैर-आयनिक प्रकार.

उपयोग की विधि के अनुसार एंटीस्टैटिक एजेंटों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

(1) सतह-लेपित एंटीस्टैटिक एजेंट;

(2) मिश्रित प्रकार के एंटीस्टैटिक एजेंट।