ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ચાર્જનું ઉત્પાદન

ઘન પદાર્થની ચાર્જ વહન કરવાની ક્ષમતા સપાટીની સ્થિતિ, ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક, સપાટી પ્રતિકારકતા અને આસપાસના વાતાવરણની સંબંધિત ભેજ પર આધાર રાખે છે. ચાર્જ વહન કરવાની તેની ક્ષમતા તેના ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક અને સંબંધિત ભેજના વ્યસ્ત પ્રમાણસર છે, અને તેની સપાટી પ્રતિકારકતાના સીધા પ્રમાણસર છે. ચાર્જનું ચિહ્ન સામગ્રીના આધારે બદલાય છે; ઓછા ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકો ધરાવતા પદાર્થો હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે.

ઇન્સ્યુલેશન ગુણધર્મો સ્ટેટિક વીજળીના સંચય સાથે સંબંધિત છે. મોટાભાગના પ્લાસ્ટિકની રાસાયણિક રચના તેમને ઉત્તમ ઇન્સ્યુલેટર તરીકે દર્શાવે છે, જે તેમને રડાર જેવા ઉચ્ચ-આવર્તન ઉપકરણો માટે આવશ્યક સામગ્રી બનાવે છે. મોટાભાગના પ્લાસ્ટિકમાં સપાટી વાહકતા ઓછી હોવાથી, તેઓ વિદ્યુત ચાર્જને ઝડપથી વિખેરી શકતા નથી, જે પ્લાસ્ટિક અને ધાતુઓ વચ્ચેનો તફાવત છે.

પ્લાસ્ટિક ઉત્પાદનોના ઉપયોગ દરમિયાન, સ્થિર વીજળી વિવિધ સમસ્યાઓનું કારણ બની શકે છે અને ગંભીર, ખતરનાક પરિણામો પણ લાવી શકે છે. સૌથી સામાન્ય જોખમોમાં શામેલ છે: પ્લાસ્ટિકની સપાટી પર ગંદકીનું ગંભીર સંચય; સ્થિર વીજળી ધૂળને આકર્ષે છે જે રેકોર્ડની ધ્વનિ ગુણવત્તાને અસર કરે છે; કૃત્રિમ ફાઇબર કાર્પેટ અથવા પ્લાસ્ટિક ફ્લોરિંગનો ઉપયોગ કરતા લોકોમાં સ્થિર વીજળી એક અપ્રિય "ઇલેક્ટ્રિક શોક" સંવેદનાનું કારણ બને છે; પ્લાસ્ટિક ફિલ્મો અને શીટ્સ વચ્ચે સ્થિર સંલગ્નતા, સામાન્ય ઉત્પાદનમાં વિક્ષેપ પાડે છે; અને હવાના પ્રવાહના પરિવહન દરમિયાન ઘન પાવડર એકસાથે ગંઠાઈ જાય છે. સ્થિર ચાર્જના મોટા સંચય દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ડિસ્ચાર્જ સ્પાર્ક્સ હવા અને ધૂળ અથવા કાર્બનિક દ્રાવકોના મિશ્રણને પણ સળગાવી શકે છે, જે ઘણા વિનાશક વિસ્ફોટોનું કારણ બને છે.

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ચાર્જને દબાવવાના પગલાં

(૧) સાપેક્ષ ભેજમાં વધારો: જેમ જેમ મોલ્ડેડ ઉત્પાદનોની આસપાસની ભેજ વધે છે, તેમ તેમ તેમની સપાટીની વાહકતા પણ વધે છે, જેનાથી ચાર્જનું વિસર્જન ઝડપી બને છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે પાણી શોષક પોલિમાઇડની સાપેક્ષ ભેજ 65% કરતા વધારે હોય છે, ત્યારે વ્યવહારીક રીતે કોઈ સ્થિર વીજળી હોતી નથી. તેનાથી વિપરીત, જ્યારે સાપેક્ષ ભેજ 20% કરતા ઘણો ઓછો હોય છે, ત્યારે સપાટીના ચાર્જ સંતુલનની સમસ્યાઓ અનિવાર્ય હોય છે. આ કિસ્સામાં, સ્થિર વીજળીને દબાવવા માટેનો એકમાત્ર ખરેખર અસરકારક ઉપાય એ છે કે વોલ્યુમ પ્રતિકારકતા ઘટાડવા માટે વાહક મેટ્રિક્સ ઉમેરવો.

(2) હવાની વાહકતા વધારો:હવાની વાહકતા વધારવા માટે વીજળી અથવા કિરણોત્સર્ગના સિદ્ધાંત પર કામ કરતા આયનાઇઝરનો ઉપયોગ કરીને, જેથી ચાર્જ ઝડપથી આસપાસની હવામાં વિખેરી શકાય.

(૩) પ્લાસ્ટિકમાં રાસાયણિક ઉમેરણો (એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટો) ઉમેરીને અથવા સપાટી પર લગાવીને સપાટી વાહકતા વધારો જેથી સપાટીની વાહકતા વધે, જેનાથી સ્થિર ચાર્જનો નાશ થાય.

 એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટોનું રાસાયણિક માળખું

એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટ્સ એ ઉમેરણો છે જે મોલ્ડિંગ સંયોજનોમાં ઉમેરવામાં આવે છે અથવા સ્થિર વીજળીના નિર્માણને ઘટાડવા માટે મોલ્ડેડ ઉત્પાદનોની સપાટી પર લાગુ કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, એપ્લિકેશન પદ્ધતિના આધારે, એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટોને બે મુખ્ય શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: આંતરિક અને બાહ્ય એપ્લિકેશન.

2.આંતરિક એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટો

મોલ્ડિંગ પહેલાં અથવા દરમિયાન સર્ફેક્ટન્ટ તરીકે પોલિમરમાં આંતરિક રીતે ઉમેરાયેલા એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટો ઉમેરવામાં આવે છે. તે બધા સપાટી-સક્રિય લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે અને મોલ્ડેડ ભાગોની સપાટી પર સ્થળાંતર અને એકત્ર થઈ શકે છે. આ ઉમેરણોમાં તેમના પરમાણુઓમાં હાઇડ્રોફિલિક અને હાઇડ્રોફોબિક બંને જૂથો હોય છે. હાઇડ્રોફોબિક જૂથો પોલિમર સાથે ચોક્કસ સુસંગતતા ધરાવે છે અને તેના પરમાણુઓને ઉત્પાદનની સપાટી પર વળગી રહેવાનું કારણ બની શકે છે, જ્યારે હાઇડ્રોફિલિક જૂથો ઉત્પાદનની સપાટી પર પાણીના અણુઓ સાથે બંધન અને વિનિમય કરીને કાર્ય કરે છે. સપાટી-સક્રિય લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતા મોટાભાગના એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટોને કેશનિક, એનિઓનિક અને નોનિયોનિક પ્રકારોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.

1.કેશનિક એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટ્સ:આ પ્રકારના એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટમાં, પરમાણુના સક્રિય ભાગમાં સામાન્ય રીતે એક મોટો કેશનિક જૂથ અને ઘણીવાર લાંબો આલ્કિલ જૂથ હોય છે, જેમ કે ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષાર, ક્વાટર્નરી સલ્ફોનિયમ ક્ષાર, અથવા ક્વાટર્નરી સલ્ફોનિયમ ક્ષાર. ક્લોરાઇડ્સ, મિથાઇલ સલ્ફેટ્સ અને નાઇટ્રેટ્સ જેવી ક્વાટર્નાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન સામાન્ય રીતે એનિઓન રચાય છે. ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષાર એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટો આ શ્રેણીના વ્યાપારી ઉત્પાદનો પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે. કેશનિક એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટો ધ્રુવીય મેટ્રિસિસ (જેમ કે પીવીસી અને સ્ટાયરીન પોલિમર) પર સૌથી વધુ અસરકારક છે. જો કે, ચોક્કસ પોલિમરની થર્મલ સ્થિરતા પર તેમની પ્રતિકૂળ અસરોને કારણે તેમનો ઉપયોગ કંઈક અંશે મર્યાદિત છે.

2. એનિઓનિક એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટ્સ: આ પ્રકારના એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટમાં, પરમાણુનો સક્રિય ભાગ એનિઓનિક હોય છે. આલ્કિલ સલ્ફોનેટ્સ, સલ્ફેટ્સ, ફોસ્ફેટ્સ, ડાયથિઓકાર્બામેટ્સ અથવા કાર્બોક્સિલેટ્સ સામાન્ય રીતે મોટી સંખ્યામાં એનિઓન ધરાવે છે, જ્યારે કેશન સામાન્ય રીતે આલ્કલી મેટલ આયનો અને ક્યારેક આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ આયનો હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સોડિયમ આલ્કિલ સલ્ફોનેટનો ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તે પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ અને પોલિસ્ટરીન પોલિમરમાં સંતોષકારક એન્ટિસ્ટેટિક અસરો પ્રાપ્ત કરે છે, પરંતુ પોલીઓલેફિન્સમાં તેના ઉપયોગની ચોક્કસ મર્યાદાઓ છે.

3. નોનિયોનિક એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટો: આ એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટોમાં સપાટી-સક્રિય પરમાણુ જૂથ હોય છે જે ચાર્જ નથી અને ખૂબ જ ઓછી ધ્રુવીયતા ધરાવે છે (મુખ્યત્વે પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ એસ્ટર્સ અથવા ઇથર્સ, ફેટી એસિડ એસ્ટર્સ અથવા ઇથેનોલામાઇન, મોનો- અથવા ડાયગ્લિસરાઇડ્સ, અને ઇથોક્સિલેટેડ ફેટી એમાઇન્સ). તે મોટે ભાગે પ્રવાહી અથવા ઓછા-સોફ્ટનિંગ-પોઇન્ટ મીણ તરીકે વ્યાપારી રીતે પૂરા પાડવામાં આવે છે.

આ ઉમેરણોની ઓછી ધ્રુવીયતા તેમને પોલિઇથિલિન અને પોલીપ્રોપીલિન માટે આદર્શ આંતરિક એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટ બનાવે છે, અને તેઓ ઉચ્ચ સુસંગતતા પણ દર્શાવે છે. વિવિધ પ્રકારના પોલિઇથિલિન અને પોલીપ્રોપીલિનમાં વિવિધ ઘનતા, સ્ફટિકીયતા અને સૂક્ષ્મ પરમાણુ માળખાં હોય છે. તેથી, દરેક એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટ માટે શ્રેષ્ઠ પરમાણુ માળખું મેળવવા માટે, આલ્કિલ સાંકળની લંબાઈ અને સંયોજનમાં હાઇડ્રોક્સિલ અથવા ઈથર જૂથોની સંખ્યાને સમાયોજિત કરવી આવશ્યક છે. ફક્ત આ રીતે ઇચ્છિત એપ્લિકેશન અસર અસરકારક રીતે સુનિશ્ચિત કરી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પોલીપ્રોપીલિનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા લાક્ષણિક એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટો ઓછી ઘનતાવાળા પોલિઇથિલિન પર લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે ઓછા અસરકારક હોય છે, અને ઊલટું.

 બાહ્ય કોટિંગ પ્રકાર એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટ

બાહ્ય એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટો મોલ્ડેડ ભાગોની સપાટી પર જલીય અથવા આલ્કોહોલિક દ્રાવણના રૂપમાં લાગુ કરવામાં આવે છે. વિવિધ એપ્લિકેશન પદ્ધતિઓને કારણે, આંતરિક એન્ટિસ્ટેટિક એજન્ટોમાં ઉલ્લેખિત માળખાકીય આવશ્યકતાઓ ઓછી મહત્વપૂર્ણ બને છે. બધા સપાટી-સક્રિય સંયોજનો, તેમજ ઘણા બિન-સપાટી-સક્રિય હાઇગ્રોસ્કોપિક પદાર્થો (જેમ કે ગ્લિસરીન, પોલીઓલ્સ અને પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ), વિવિધ ડિગ્રી સુધી એન્ટિસ્ટેટિક ગુણધર્મો ધરાવે છે, અને આ સંયોજનોની અસરકારકતા પોલિમર સાથેની તેમની સુસંગતતા અથવા પોલિમરની અંદર તેમના સ્થળાંતરથી પ્રભાવિત થતી નથી.