सर्फॅक्टंट्सचा अँटीस्टॅटिक प्रभाव

स्वच्छता सर्फॅक्टंट्सचा संवेदनक्षमता हा एक मूलभूत गुणधर्म आहे, जो त्यांना त्यांचे सर्वात व्यावहारिक उपयोग देतो. याचा हजारो घरांच्या दैनंदिन जीवनात समावेश होतो. शिवाय, विविध उद्योगांमध्ये आणि सर्व प्रकारच्या औद्योगिक उत्पादनांमध्ये याचा वापर वाढत आहे.

सर्फॅक्टंट्सचा अँटीस्टॅटिक प्रभाव

तंतू, प्लॅस्टिक आणि इतर उत्पादनांमध्ये घर्षणामुळे अनेकदा स्थिर विद्युत निर्माण होते, ज्यामुळे त्यांच्या वापराच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होतो. उदाहरणार्थ, जर तंतुमय कापडात स्थिर विद्युत असेल, तर त्यात अनेकदा "शरीराला चिकटणे" किंवा "स्थिर आसंजन" यांसारखे तोटे दिसून येतात, तसेच ते धूळ शोषून घेण्यास किंवा घाण होण्यास प्रवण असतात. प्लॅस्टिकच्या उत्पादनांवर स्थिर विद्युतचा परिणाम आणखी मोठा असतो. ही उत्पादने केवळ सहजपणे धूळ आकर्षित करून त्यांची पारदर्शकता, पृष्ठभागाची स्वच्छता आणि स्वरूप यावर परिणाम करत नाहीत, तर ती उत्पादनांची उपयोगिता आणि मूल्य देखील कमी करतात.

स्थिर विद्युतची ही घटना नाहीशी करण्यासाठी, सध्या प्रामुख्याने सर्फॅक्टंट अँटीस्टॅटिक पद्धत वापरली जाते. अशा सर्फॅक्टंट्सना म्हणतातअँटीस्टॅटिक एजंट.

1. स्थिरविद्युत घटना आणि त्यांची कारणे

तंतूंच्या विद्युतीकरणाच्या क्रमाबाबत वेगवेगळ्या संशोधकांना मिळालेल्या निष्कर्षांमध्ये काही फरक असले तरी, लोकर, नायलॉन आणि कृत्रिम लोकर यांसारख्या अमाइड बंध असलेल्या तंतूंवर धनप्रभार जमा होण्याची प्रवृत्ती असते.

पदार्थांची सामान्य विद्युत प्रभार स्थिती, धन ते ऋण क्रमाने, खालीलप्रमाणे आहे: (+) पॉलीयुरेथेन – केस – नायलॉन – लोकर – रेशीम – व्हिस्कोस फायबर – कापूस – हार्ड रबर – ॲसिटेट फायबर – व्हिनिलॉन – पॉलीप्रोपिलीन – पॉलिस्टर – पॉलीॲक्रिलोनायट्राइल – पॉलीविनाइल क्लोराइड – विनाइल क्लोराइड – ॲक्रिलोनायट्राइल कोपॉलिमर – ​​पॉलीएथिलीन – पॉलीटेट्राफ्लुरोएथिलीन (-). स्थिर विद्युत निर्मितीचे कारण अद्याप पूर्णपणे समजलेले नसले तरी, सामान्यतः असे मानले जाते की जेव्हा वेगवेगळ्या प्रकारच्या वस्तू एकमेकांवर घासल्या जातात, तेव्हा घासल्या जाणाऱ्या वस्तूंमध्ये गतिशील विद्युत प्रभार निर्माण होतात, ज्यामुळे स्थिर विद्युत निर्माण होते. एखाद्या वस्तूवरील विद्युत प्रभाराचा प्रकार इलेक्ट्रॉनच्या प्राप्ती किंवा हानीवरून निश्चित केला जाऊ शकतो. जर एखादी वस्तू इलेक्ट्रॉन गमावते, तर ती धनप्रभारित होते; जर ती इलेक्ट्रॉन मिळवते, तर ती ऋणप्रभारित होते.

1. अँटीस्टॅटिक एजंट

स्थिर विद्युत नाहीशी करण्याचे दोन मुख्य मार्ग आहेत:

भौतिक पद्धत: स्थिर विजेचे प्रमाण तापमान आणि आर्द्रतेमुळे प्रभावित होत असल्यामुळे, वस्तूंच्या पृष्ठभागावरील स्थिर वीज नाहीशी करण्यासाठी तापमान आणि आर्द्रता नियंत्रित करणे, तसेच कोरोना डिस्चार्ज यांसारख्या भौतिक पद्धती वापरल्या जाऊ शकतात.

पृष्ठभागीय रासायनिक पद्धतम्हणजेच, स्थिर विद्युत नाहीशी करण्याच्या उद्देशाने, तंतू आणि प्लॅस्टिक उत्पादनांवर पृष्ठभागावर प्रक्रिया करण्यासाठी किंवा त्यांना प्लॅस्टिकमध्ये मिसळण्यासाठी, सर्फॅक्टंट्सचा (ज्यांना अँटीस्टॅटिक एजंट्स असेही म्हणतात) वापर करणे.

२.१. तंतूंसाठी अँटीस्टॅटिक घटक

अँटीस्टॅटिक एजंट्सनी पूर्ण करावयाच्या अटी:

(1) फायबरचा स्पर्शानुभव बदलू नका;

(2) चांगला अँटीस्टॅटिक प्रभाव, कमी मात्रा, आणि कमी तापमानातही प्रभावी;

(3) रेझिन फायबरशी चांगली सुसंगतता;

(4) इतर अॅडिटिव्ह्जसोबत चांगली सुसंगतता;

(5) फेस येण्याची कोणतीही घटना नाही आणि पाण्याचे डाग नाहीत;

(6) बिनविषारी आणि त्वचेसाठी हानिकारक नसलेले;

(7) चांगली स्थिरता टिकवून ठेवू शकते.

२.२. अँटीस्टॅटिक एजंटचे प्रकार

तंतूंसाठी वापरल्या जाणाऱ्या अँटीस्टॅटिक एजंटचे मुख्य प्रकार कॅटायनिक आणि ॲम्फोटेरिक आयोनिक सर्फॅक्टंट्स आहेत.

२.३. अँटीस्टॅटिक एजंट्सच्या कार्याची यंत्रणा

फायबर अँटीस्टॅटिकसाठी वापरल्या जाणाऱ्या सर्फॅक्टंट्सची अँटीस्टॅटिक कार्यप्रणाली मुख्यत्वे दोन बाबींमध्ये दिसून येते: फायबर फॅब्रिक्सचा पृष्ठभाग घासल्यावर स्थिर विद्युत निर्माण होण्यास प्रतिबंध करणे आणि पृष्ठभागावरील विद्युत प्रभारांचे विघटन करणे. घर्षणामुळे होणारे विद्युतीकरण रोखणे हे सर्फॅक्टंट्सच्या संरचनेशी जवळून संबंधित आहे; तर पृष्ठभागावरील विद्युत प्रभारांचे विघटन हे फायबर फॅब्रिक्सवरील सर्फॅक्टंट्सच्या अधिशोषणाच्या प्रमाणाशी आणि आर्द्रताशोषकतेशी संबंधित आहे.

कॅटायनिक सर्फॅक्टंट्स स्वतःच्या धन प्रभारांमुळे ते ऋण प्रभारित तंतूंच्या पृष्ठभागावर सहजपणे शोषले जाऊ शकतात.

①ते तंतूच्या पृष्ठभागावरील विद्युत प्रभार निष्प्रभ करू शकते;

२धनप्रभारित क्वाटरनरी अमोनियम आयनांसह कॅटायनिक सर्फॅक्टंट्स तंतूच्या पृष्ठभागावर शोषले जातात आणि हायड्रोफोबिक हायड्रोकार्बन साखळ्या बाहेरच्या दिशेने असतात, ज्यामुळे तंतूच्या पृष्ठभागावर हायड्रोकार्बन साखळ्यांनी बनलेला एक दिशा-निर्देशित अधिशोषण थर तयार होतो. हा अधिशोषण थर घर्षणादरम्यान तंतूच्या पृष्ठभागावर निर्माण होणारे घर्षण बल प्रभावीपणे कमी करू शकतो, ज्यामुळे घर्षणीय विद्युतीकरणाची घटना कमकुवत होते.

कमी ध्रुवीयता आणि तीव्र जलविरोधी गुणधर्म असलेल्या कृत्रिम तंतूंसाठी, कॅटायनिक सर्फॅक्टंट्स त्यांच्या जलविरोधी हायड्रोकार्बन साखळ्यांद्वारे व्हॅन डर वाल्स बलांच्या साहाय्याने तंतूच्या पृष्ठभागावर शोषले जातात, तर ध्रुवीय क्वाटरनरी अमोनियम गट बाहेरच्या बाजूस राहून तंतूच्या पृष्ठभागाला जलस्नेही ध्रुवीय गटांनी आच्छादित करतात. यामुळे केवळ तंतूच्या पृष्ठभागाची चालकताच वाढत नाही, तर त्याची पृष्ठभागावरील आर्द्रताही वाढते, जे घर्षणाने निर्माण होणाऱ्या स्थिर विद्युत ऊर्जेच्या विघटनासाठी फायदेशीर ठरते आणि स्थिरविद्युतरोधक भूमिका बजावते.

नैसर्गिक तंतूंच्या पृष्ठभागावर डायऑक्टाडेसिल अमोनियम क्लोराइडचे अधिशोषण प्रमाण कृत्रिम तंतूंवरील प्रमाणापेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असते. यावरून असे दिसून येते की नैसर्गिक तंतूंवर त्याचा अधिक चांगला अँटीस्टॅटिक प्रभाव पडतो.

कॅटायनिक सर्फॅक्टंट्सप्रमाणेच, ॲम्फोटेरिक आयोनिक सर्फॅक्टंट्सवर धन प्रभार असतो आणि ते ऋण प्रभारित तंतूंच्या पृष्ठभागावर अधिशोषित होऊन स्थिर विद्युत प्रभार निष्प्रभ करू शकतात. त्यांच्या हायड्रोफोबिक गटांमुळे घर्षण कमी होण्याचा परिणामही होतो. शिवाय, कॅटायनिक सर्फॅक्टंट्सच्या तुलनेत, त्यांच्या रेणवीय संरचनेत एक अतिरिक्त ॲनायनिक गट असतो, त्यामुळे ते आर्द्रता आणि प्रभाराचे विघटन अधिक चांगल्या प्रकारे वाढवू शकतात. म्हणूनच, ॲम्फोटेरिक आयोनिक सर्फॅक्टंट्स हे उत्तम कार्यक्षमता असलेले अँटीस्टॅटिक एजंट आहेत, परंतु त्यांची किंमत तुलनेने जास्त असते.

फायबरच्या पृष्ठभागावर कमी प्रमाणात अधिशोषण होत असल्यामुळे, ॲनायनिक आणि नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्सचा अँटीस्टॅटिक प्रभाव कमी असतो. नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्सचे अधिशोषण प्रमाण ॲनायनिक सर्फॅक्टंट्सपेक्षा जास्त असते, कारण त्यावर फायबरच्या पृष्ठभागावरील चार्जचा परिणाम होत नाही, परंतु स्थिर विद्युत विसर्जनावरील त्यांचा प्रभाव कमी असतो, त्यामुळे त्यांची अँटीस्टॅटिक क्षमता कॅटायनिक आणि ॲम्फोटेरिक आयनिक सर्फॅक्टंट्सपेक्षा खूपच वाईट असते.

1. प्लॅस्टिकसाठी अँटीस्टॅटिक एजंट

प्लॅस्टिकसाठी अँटीस्टॅटिक एजंट म्हणून सर्फॅक्टंट्सच्या कार्याची यंत्रणा: सर्फॅक्टंट्स त्यांच्या हायड्रोफोबिक हायड्रोकार्बन साखळ्यांद्वारे व्हॅन डर वाल्स बलांच्या साहाय्याने प्लॅस्टिकच्या पृष्ठभागावर शोषले जातात, तर त्यांचे ध्रुवीय गट बाहेरच्या दिशेने पसरतात, ज्यामुळे प्लॅस्टिकच्या पृष्ठभागावर सर्फॅक्टंट्सचा एक दिशा-निर्देशित अधिशोषण थर तयार होतो. हा थर वाहकता प्रदान करतो, ज्यामुळे स्थिर विद्युत प्रभार चांगल्या प्रकारे विसर्जित होऊ शकतो. त्याच वेळी, हा अधिशोषण थर प्लॅस्टिकच्या पृष्ठभागावरील घर्षण देखील कमी करू शकतो.

प्लास्टिक अँटीस्टॅटिक एजंट्सचे वर्गीकरण सर्फॅक्टंटच्या प्रकारानुसार खालीलप्रमाणे केले जाते:

(1) ॲनायनिक प्रकार;

(2) कॅटायनिक प्रकार;

(3) उभयधर्मी आयनिक प्रकार;

(4) नॉन-आयनिक प्रकार.

अँटीस्टॅटिक एजंट्सना त्यांच्या वापराच्या पद्धतीनुसार दोन श्रेणींमध्ये विभागता येते:

(1) पृष्ठभागावर लेपित अँटीस्टॅटिक एजंट;

(2) कंपाऊंडिंग-प्रकारचे अँटीस्टॅटिक एजंट.