স্থির বৈদ্যুতিক চার্জের উৎপাদন

কোনো কঠিন পদার্থের আধান বহন করার ক্ষমতা তার পৃষ্ঠের অবস্থা, পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক, পৃষ্ঠ রোধাঙ্ক এবং পারিপার্শ্বিক পরিবেশের আপেক্ষিক আর্দ্রতার উপর নির্ভর করে। এর আধান বহন করার ক্ষমতা এর পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক ও আপেক্ষিক আর্দ্রতার ব্যস্তানুপাতিক এবং এর পৃষ্ঠ রোধাঙ্কের সমানুপাতিক। আধানের চিহ্ন পদার্থের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়; যেসব পদার্থের পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক কম, সেগুলো ধনাত্মক আধানযুক্ত হয়।

তাপ নিরোধক বৈশিষ্ট্য স্থির বিদ্যুৎ জমার সাথে সম্পর্কিত। বেশিরভাগ প্লাস্টিকের রাসায়নিক গঠন থেকে বোঝা যায় যে এগুলো চমৎকার অন্তরক, যা রাডারের মতো উচ্চ-কম্পাঙ্কের যন্ত্রপাতির জন্য এগুলোকে অপরিহার্য উপাদান করে তোলে। যেহেতু বেশিরভাগ প্লাস্টিকের পৃষ্ঠ পরিবাহিতা কম, তাই এগুলো দ্রুত বৈদ্যুতিক চার্জ অপসারিত করতে পারে না, যা প্লাস্টিক এবং ধাতুর মধ্যে একটি পার্থক্য।

প্লাস্টিক পণ্য ব্যবহারের সময়, স্থির বিদ্যুৎ বিভিন্ন সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে এবং গুরুতর, এমনকি বিপজ্জনক পরিণতির দিকে নিয়ে যেতে পারে। সবচেয়ে সাধারণ বিপদগুলোর মধ্যে রয়েছে: প্লাস্টিকের পৃষ্ঠে মারাত্মকভাবে ময়লা জমে যাওয়া; স্থির বিদ্যুতের কারণে ধূলিকণা আকৃষ্ট হয়ে রেকর্ডের শব্দমানকে প্রভাবিত করা; সিন্থেটিক ফাইবারের কার্পেট বা প্লাস্টিকের মেঝে ব্যবহারকারী ব্যক্তির মধ্যে স্থির বিদ্যুতের কারণে একটি অপ্রীতিকর "বৈদ্যুতিক শক" অনুভূতি সৃষ্টি হওয়া; প্লাস্টিকের ফিল্ম এবং শিটের মধ্যে স্থির বিদ্যুৎজনিত আসঞ্জন, যা স্বাভাবিক উৎপাদন ব্যাহত করে; এবং বায়ুপ্রবাহের মাধ্যমে পরিবহনের সময় কঠিন গুঁড়ো একসাথে দলা পাকিয়ে যাওয়া। বিপুল পরিমাণে স্থির চার্জ জমার ফলে সৃষ্ট স্ফুলিঙ্গ এমনকি বাতাস ও ধূলিকণার মিশ্রণ বা জৈব দ্রাবকে আগুন ধরিয়ে দিতে পারে, যা অনেক ধ্বংসাত্মক বিস্ফোরণের কারণ হয়ে দাঁড়ায়।

স্থির বৈদ্যুতিক চার্জ দমন করার উপায়

(1) আপেক্ষিক আর্দ্রতা বৃদ্ধিঃ মোল্ডেড পণ্যের পারিপার্শ্বিক আর্দ্রতা বাড়ার সাথে সাথে, তাদের পৃষ্ঠের পরিবাহিতাও বৃদ্ধি পায়, যার ফলে চার্জের অপচয় ত্বরান্বিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, যখন জল-শোষণকারী পলিমাইডের আপেক্ষিক আর্দ্রতা ৬৫% এর বেশি হয়, তখন কার্যত কোনও স্থির বিদ্যুৎ থাকে না। বিপরীতে, যখন আপেক্ষিক আর্দ্রতা ২০% এর চেয়ে অনেক কম হয়, তখন পৃষ্ঠের চার্জ ভারসাম্যহীনতার সমস্যা অনিবার্য হয়ে ওঠে। এই ক্ষেত্রে, স্থির বিদ্যুৎ দমন করার একমাত্র সত্যিকারের কার্যকর উপায় হল আয়তন রোধ ক্ষমতা কমানোর জন্য একটি পরিবাহী ম্যাট্রিক্স যোগ করা।

(2) বায়ুর পরিবাহিতা বৃদ্ধি করুন:বিদ্যুৎ বা তেজস্ক্রিয়তার নীতিতে কাজ করে এমন একটি আয়োনাইজার ব্যবহার করে বায়ুর পরিবাহিতা বৃদ্ধি করা হয়, যাতে চার্জ দ্রুত পারিপার্শ্বিক বায়ুতে ছড়িয়ে পড়তে পারে।

(3) প্লাস্টিকের সাথে রাসায়নিক সংযোজনী (অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট) যোগ করে বা পৃষ্ঠে প্রয়োগ করে পৃষ্ঠের পরিবাহিতা বৃদ্ধি করা হয়, যার ফলে স্থির চার্জ অপসারিত হয়।

 অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টের রাসায়নিক গঠন

অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট হলো এমন সংযোজক যা স্থির বিদ্যুৎ জমা হওয়া কমাতে মোল্ডিং কম্পাউন্ডে যোগ করা হয় বা মোল্ড করা পণ্যের পৃষ্ঠে প্রয়োগ করা হয়। সাধারণত, প্রয়োগ পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে, অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টকে দুটি প্রধান শ্রেণীতে ভাগ করা যায়: অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক প্রয়োগ।

২.অভ্যন্তরীণ অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট

অভ্যন্তরীণভাবে সংযোজিত অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টসমূহ মোল্ডিংয়ের আগে বা চলাকালীন সারফ্যাক্ট্যান্ট হিসেবে পলিমারে যোগ করা হয়। এদের সকলেরই পৃষ্ঠ-সক্রিয় বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এরা মোল্ড করা অংশের পৃষ্ঠে স্থানান্তরিত ও একত্রিত হতে পারে। এই সংযোজনীগুলির অণুতে হাইড্রোফিলিক এবং হাইড্রোফোবিক উভয় গ্রুপই থাকে। হাইড্রোফোবিক গ্রুপগুলির পলিমারের সাথে একটি নির্দিষ্ট সামঞ্জস্য থাকে এবং এটি পলিমারের অণুগুলিকে পণ্যের পৃষ্ঠে লেগে থাকতে সাহায্য করে, অন্যদিকে হাইড্রোফিলিক গ্রুপগুলি পণ্যের পৃষ্ঠে থাকা জলের অণুর সাথে বন্ধন তৈরি করে এবং বিনিময় করে কাজ করে। পৃষ্ঠ-সক্রিয় বৈশিষ্ট্যযুক্ত বেশিরভাগ অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টকে ক্যাটায়নিক, অ্যানায়নিক এবং নন-আয়নিক প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে।

1.ক্যাটায়নিক অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট:এই ধরণের অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টের ক্ষেত্রে, অণুর সক্রিয় অংশে সাধারণত একটি বড় ক্যাটায়নিক গ্রুপ এবং প্রায়শই একটি দীর্ঘ অ্যালকাইল গ্রুপ থাকে, যেমন কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম সল্ট, কোয়াটারনারি সালফোনিয়াম সল্ট বা কোয়াটারনারি সালফোনিয়াম সল্ট। কোয়াটারনাইজেশন বিক্রিয়ার সময় সাধারণত অ্যানায়ন তৈরি হয়, যেমন ক্লোরাইড, মিথাইল সালফেট এবং নাইট্রেট। বাণিজ্যিক পণ্যের এই শ্রেণীতে কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম সল্ট অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টের প্রাধান্য রয়েছে। ক্যাটায়নিক অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টগুলো পোলার ম্যাট্রিক্সের (যেমন পিভিসি এবং স্টাইরিন পলিমার) উপর সবচেয়ে কার্যকর। তবে, নির্দিষ্ট কিছু পলিমারের তাপীয় স্থিতিশীলতার উপর এদের প্রতিকূল প্রভাবের কারণে এদের ব্যবহার কিছুটা সীমিত।

২. অ্যানায়নিক অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট: এই ধরনের অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টের ক্ষেত্রে, অণুর সক্রিয় অংশটি অ্যানায়নিক হয়। অ্যালকাইল সালফোনেট, সালফেট, ফসফেট, ডাইথিওকার্বামেট বা কার্বোক্সিলেটগুলিতে সাধারণত প্রচুর পরিমাণে অ্যানায়ন থাকে, যেখানে ক্যাটায়নগুলো সাধারণত ক্ষারীয় ধাতব আয়ন এবং কখনও কখনও ক্ষারীয় মৃত্তিকা ধাতব আয়ন হয়ে থাকে। উদাহরণস্বরূপ, সোডিয়াম অ্যালকাইল সালফোনেট শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় কারণ এটি পলিভিনাইল ক্লোরাইড এবং পলিস্টাইরিন পলিমারে সন্তোষজনক অ্যান্টিস্ট্যাটিক প্রভাব অর্জন করে, কিন্তু পলিওলিফিনে এর প্রয়োগের কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে।

3. নন-আয়নিক অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টএই অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টগুলিতে একটি পৃষ্ঠ-সক্রিয় আণবিক গ্রুপ থাকে যা আধানবিহীন এবং যার পোলারিটি খুব কম (প্রধানত পলিইথিলিন গ্লাইকোল এস্টার বা ইথার, ফ্যাটি অ্যাসিড এস্টার বা ইথানলঅ্যামাইন, মনো- বা ডাইগ্লিসারাইড এবং ইথোক্সিলেটেড ফ্যাটি অ্যামাইন)। এগুলি বাণিজ্যিকভাবে বেশিরভাগ ক্ষেত্রে তরল বা নিম্ন-নমনীয়তা-বিন্দুর মোম হিসাবে সরবরাহ করা হয়।

এই অ্যাডিটিভগুলির কম পোলারিটির কারণে এগুলি পলিইথিলিন এবং পলিপ্রোপিলিনের জন্য আদর্শ অভ্যন্তরীণ অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট, এবং এগুলি উচ্চ সামঞ্জস্যতাও প্রদর্শন করে। বিভিন্ন ধরণের পলিইথিলিন এবং পলিপ্রোপিলিনের ঘনত্ব, ক্রিস্টালিনিটি এবং আণুবীক্ষণিক আণবিক গঠন ভিন্ন ভিন্ন হয়। তাই, প্রতিটি অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টের জন্য সর্বোত্তম আণবিক গঠন পেতে হলে, যৌগটিতে অ্যালকাইল চেইনের দৈর্ঘ্য এবং হাইড্রোক্সিল বা ইথার গ্রুপের সংখ্যা অবশ্যই সমন্বয় করতে হবে। শুধুমাত্র এইভাবেই কাঙ্ক্ষিত প্রয়োগ প্রভাব কার্যকরভাবে নিশ্চিত করা যায়। উদাহরণস্বরূপ, পলিপ্রোপিলিনে ব্যবহৃত সাধারণ অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টগুলি লো-ডেনসিটি পলিইথিলিনে প্রয়োগ করলে কম কার্যকর হয় এবং এর বিপরীতটিও সত্য।

 বাহ্যিক আবরণের ধরনের অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট

বাহ্যিক অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টগুলো জলীয় বা অ্যালকোহলীয় দ্রবণ আকারে ছাঁচে ঢালা অংশের পৃষ্ঠে প্রয়োগ করা হয়। প্রয়োগ পদ্ধতির ভিন্নতার কারণে, অভ্যন্তরীণ অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্টগুলোতে উল্লিখিত কাঠামোগত প্রয়োজনীয়তাগুলো কম গুরুত্বপূর্ণ হয়ে পড়ে। সমস্ত পৃষ্ঠ-সক্রিয় যৌগ, সেইসাথে অনেক অ-পৃষ্ঠ-সক্রিয় আর্দ্রতা-শোষণকারী পদার্থ (যেমন গ্লিসারিন, পলিওল এবং পলিইথিলিন গ্লাইকোল) বিভিন্ন মাত্রায় অ্যান্টিস্ট্যাটিক বৈশিষ্ট্য ধারণ করে এবং পলিমারের সাথে তাদের সামঞ্জস্যতা বা পলিমারের মধ্যে তাদের স্থানান্তরের দ্বারা এই যৌগগুলোর কার্যকারিতা প্রভাবিত হয় না।