सरफैक्टेंट का एंटीस्टैटिक प्रभाव

की सफाई क्षमतासर्फेकेंट्सयह वह मूलभूत गुण है जो इनके व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोगों का आधार बनता है। यह अनगिनत परिवारों के दैनिक जीवन का अभिन्न अंग है और सभी व्यापारों और औद्योगिक उत्पादन क्षेत्रों में इसे तेजी से अपनाया जा रहा है।

एंटीस्टैटिक प्रभावसर्फेक्टेंट का

घर्षण के कारण अक्सर रेशों, प्लास्टिक और अन्य तैयार उत्पादों पर स्थैतिक विद्युत उत्पन्न होती है, जिससे उनका प्रदर्शन प्रभावित होता है। उदाहरण के लिए, स्थैतिक आवेशित वस्त्र शरीर से कसकर चिपक जाते हैं या अन्य सतहों से चिपक जाते हैं, और आसानी से धूल और गंदगी को आकर्षित करते हैं। प्लास्टिक उत्पादों पर स्थैतिक विद्युत का और भी गंभीर प्रभाव पड़ता है: प्लास्टिक न केवल आसानी से धूल सोख लेते हैं, जिससे उनकी पारदर्शिता, सतह की सफाई और सौंदर्यबोध प्रभावित होता है, बल्कि उनका प्रदर्शन और व्यावसायिक मूल्य भी घट जाता है।

वर्तमान में, स्थैतिक जमाव को समाप्त करने के लिए सर्फेक्टेंट-आधारित एंटीस्टैटिक उपचार प्रमुख विधि है, और ऐसे सर्फेक्टेंट को एंटीस्टैटिक एजेंट के रूप में जाना जाता है।

भाग 1 स्थैतिक विद्युत और इसके उत्पादन की क्रियाविधियाँ

हालांकि विभिन्न शोधकर्ताओं द्वारा रेशों के ट्राइबोइलेक्ट्रिक चार्जिंग अनुक्रम के संबंध में परीक्षण परिणामों में मामूली विसंगतियां मौजूद हैं, लेकिन ऊन, नायलॉन और कृत्रिम ऊन जैसे एमाइड लिंकेज वाले रेशे आम तौर पर सकारात्मक चार्ज वहन करते हैं।

सामान्य प्लास्टिकों के आवेशित होने के व्यवहार को तालिका 10-2 में सूचीबद्ध किया गया है। धनात्मक से ऋणात्मक आवेश तक विशिष्ट पदार्थों का ट्राइबोइलेक्ट्रिक क्रम इस प्रकार है:

(+) पॉलीयुरेथेन–मानव बाल–नायलॉन–ऊन–रेशम–विस्कोस फाइबर–कपास–कठोर रबर–सेलूलोज एसीटेट–विनाइलॉन–polypropylene–पॉलिएस्टर–पॉलीएक्रिलोनाइट्राइल–पॉलीविनाइल क्लोराइड–विनाइल क्लोराइड-एक्रिलोनाइट्राइल कॉपोलिमर–polyethylene–पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन (-)

स्थैतिक विद्युत के निर्माण की सटीक क्रियाविधियों को अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है, फिर भी आम सहमति यह है कि भिन्न-भिन्न पदार्थों के बीच घर्षण से संपर्क सतहों के बीच आवेश का स्थानांतरण होता है, जिससे स्थैतिक विद्युत उत्पन्न होती है। किसी पदार्थ द्वारा वहन किए गए आवेश की ध्रुवीयता इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने या खोने से निर्धारित होती है: पदार्थ इलेक्ट्रॉन खोकर धनात्मक आवेशित हो जाते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने वाले पदार्थ ऋणात्मक आवेश प्राप्त कर लेते हैं।

अनुभाग 2 एंटीस्टैटिक एजेंट

स्थैतिक विद्युत को समाप्त करने के लिए दो प्रमुख तरीके उपलब्ध हैं:

भौतिक विधियाँ: चूंकि स्थैतिक आवेश का परिमाण तापमान और आर्द्रता से प्रभावित होता है, इसलिए तापमान और आर्द्रता विनियमन तथा कोरोना डिस्चार्ज सहित भौतिक तकनीकों का उपयोग करके सामग्री की सतहों से स्थैतिक आवेश को हटाया जा सकता है।

सतही रासायनिक विधियाँ: सर्फेक्टेंट, जिन्हें एंटीस्टैटिक एजेंट भी कहा जाता है, का उपयोग फाइबर और प्लास्टिक उत्पादों की सतह को उपचारित करने या स्थैतिक विद्युत को समाप्त करने के लिए प्लास्टिक मैट्रिक्स में मिलाकर किया जाता है।

I. तंतुओं के लिए एंटीस्टैटिक एजेंट

योग्य एंटीस्टैटिक एजेंटों के आवश्यक गुण

(1) रेशों के मूल स्पर्श को संरक्षित करना;

(2) कम खुराक पर उत्कृष्ट एंटीस्टैटिक प्रदर्शन प्रदान करें और कम तापमान की स्थिति में प्रभावी रहें;

(3) रेजिन फाइबर के साथ उत्कृष्ट अनुकूलता प्रदर्शित करना;

(4) अन्य प्रसंस्करण सहायक सामग्रियों के साथ अच्छी अनुकूलता रखते हों;

(5) झाग उत्पन्न न करे और पानी के दाग न छोड़े;

(6) मानव त्वचा के लिए गैर विषैला और गैर जलन पैदा करने वाला;

(7) समय के साथ स्थिर प्रदर्शन बनाए रखें।

फाइबर एंटीस्टैटिक एजेंटों का वर्गीकरण

फाइबर अनुप्रयोगों के लिए एंटीस्टैटिक एजेंटों की मुख्य श्रेणियां कैटायनिक और एम्फोटेरिक सर्फेक्टेंट हैं।

एंटीस्टैटिक तंत्र

सरफैक्टेंट दो मुख्य तरीकों से कपड़ों पर स्थैतिक-रोधी प्रभाव डालते हैं: घर्षण के दौरान स्थैतिक आवेश उत्पन्न होने को रोकना और सतह पर मौजूद स्थैतिक आवेशों के क्षय को सुगम बनाना। घर्षण आवेश का दमन सरफैक्टेंट की आणविक संरचना से निकटता से संबंधित है, जबकि आवेश का क्षय रेशों की सतह पर सरफैक्टेंट की अधिशोषण क्षमता और आर्द्रता सोखने की क्षमता पर निर्भर करता है।

धनायनिक सर्फेक्टेंटअपने आंतरिक धनात्मक आवेशों के कारण ये आसानी से ऋणात्मक आवेशित फाइबर सतहों पर अधिशोषित हो जाते हैं:

①वे रेशों के अंतर्निहित सतही आवेशों को निष्क्रिय कर देते हैं;

②धनायनिक सर्फेक्टेंट धनात्मक आवेशित चतुर्धातुक अमोनियम समूहों के माध्यम से रेशों से जुड़ते हैं, जिनमें जल-विरोधी हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाएं बाहर की ओर उन्मुख होती हैं, जिससे रेशों की सतह पर एक व्यवस्थित अधिशोषित परत बनती है। यह परत संपर्क के दौरान सतह के घर्षण को प्रभावी रूप से कम करती है और घर्षण के कारण होने वाले स्थिर बल के निर्माण को रोकती है।

कम ध्रुवीयता और अत्यधिक जल-विरोधी सिंथेटिक रेशों के लिए, धनायनिक सर्फेक्टेंट जल-विरोधी हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं पर कार्य करने वाले वैन डेर वाल्स बलों के माध्यम से रेशों की सतहों से चिपक जाते हैं, जबकि ध्रुवीय चतुर्धातुक अमोनियम समूह बाहर की ओर होते हैं। यह रेशों को एक जल-प्रेमी ध्रुवीय परत से ढक देता है जो सतह की विद्युत चालकता और नमी प्रतिधारण को बढ़ाता है, घर्षण से उत्पन्न स्थैतिक विद्युत के क्षय को तेज करता है और स्थैतिक-रोधी कार्यक्षमता प्रदान करता है।

प्राकृतिक रेशों पर डायोक्टाडेसिल अमोनियम क्लोराइड की सोखने की क्षमता सिंथेटिक रेशों की तुलना में काफी अधिक है, जो प्राकृतिक रेशों के लिए बेहतर एंटीस्टैटिक प्रभावकारिता को दर्शाता है।

कैटायनिक सर्फेक्टेंट की तरह, एम्फोटेरिक सर्फेक्टेंट में भी धनात्मक आवेश होता है और ये ऋणात्मक आवेशित फाइबर सतहों पर अधिशोषित होकर स्थैतिक आवेशों को निष्क्रिय कर देते हैं। इनके जल-विरोधी घटक सतह घर्षण को कम करते हैं। कैटायनिक सर्फेक्टेंट के विपरीत, एम्फोटेरिक अणुओं में एक अतिरिक्त ऋणायनिक समूह होता है, जो सतह की नमी सोखने और आवेश को निष्क्रिय करने की क्षमता को और बढ़ाता है। इस प्रकार, एम्फोटेरिक सर्फेक्टेंट उच्च-प्रदर्शन वाले स्थैतिक रोधी एजेंट के रूप में कार्य करते हैं, हालांकि इनकी लागत अधिक होती है।

फाइबर सतहों पर कम अधिशोषण स्तर के कारण एनायनिक और नॉनआयनिक सर्फेक्टेंट कमजोर एंटीस्टैटिक प्रदर्शन प्रदर्शित करते हैं। नॉनआयनिक सर्फेक्टेंट एनायनिक सर्फेक्टेंट की तुलना में अधिक आसानी से अधिशोषित होते हैं क्योंकि उनका अधिशोषण फाइबर सतह आवेश से अप्रभावित रहता है, फिर भी वे खराब आवेश क्षय प्रदान करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कैटायनिक और एम्फोटेरिक सर्फेक्टेंट की तुलना में उनकी एंटीस्टैटिक क्षमता बहुत कम होती है।

II. प्लास्टिक के लिए एंटीस्टैटिक एजेंट

सरफैक्टेंट-आधारित प्लास्टिक एंटीस्टैटिक एजेंटों की कार्यप्रणाली

सर्फेक्टेंट हाइड्रोफोबिक हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं पर कार्य करने वाले वैन डेर वाल्स बलों के माध्यम से प्लास्टिक की सतहों से बंधते हैं, जिसमें ध्रुवीय कार्यात्मक समूह बाहर की ओर फैलकर एक उन्मुख अधिशोषित फिल्म बनाते हैं। यह फिल्म सतह चालकता प्रदान करती है जिससे स्थैतिक आवेश का कुशल अपव्यय संभव होता है और साथ ही प्लास्टिक सब्सट्रेट पर सतह घर्षण को कम करती है।

सर्फेक्टेंट के रासायनिक प्रकार के आधार पर वर्गीकरण

(1) आयनिक सर्फेक्टेंट

(2) धनायनिक सर्फेक्टेंट

(3) उभयधर्मी सर्फेक्टेंट

(4) नॉनआयनिक सर्फेक्टेंट

अनुप्रयोग विधि द्वारा वर्गीकरण

(1) कोटिंग-प्रकार के एंटीस्टैटिक एजेंट (सामग्री की सतहों पर लगाए गए)

(2) पिघले हुए मिश्रण से तैयार किए गए एंटीस्टैटिक एजेंट (मिश्रण के दौरान प्लास्टिक कच्चे माल में मिलाए गए)