स्थिर विद्युत प्रभाराची निर्मिती

एखाद्या स्थायू पदार्थाची विद्युत प्रभार वाहून नेण्याची क्षमता ही पृष्ठभागाची स्थिती, पराविद्युत स्थिरांक, पृष्ठभागीय रोधकता आणि सभोवतालच्या वातावरणातील सापेक्ष आर्द्रता यांवर अवलंबून असते. विद्युत प्रभार वाहून नेण्याची त्याची क्षमता ही त्याच्या पराविद्युत स्थिरांक आणि सापेक्ष आर्द्रतेच्या व्यस्त प्रमाणात, आणि त्याच्या पृष्ठभागीय रोधकतेच्या सम प्रमाणात असते. विद्युत प्रभाराचे चिन्ह पदार्थानुसार बदलते; कमी पराविद्युत स्थिरांक असलेले पदार्थ धनप्रभारित असतात.

विद्युतरोधक गुणधर्म हे स्थिर विद्युत संचयनाशी संबंधित आहेत. बहुतेक प्लॅस्टिकची रासायनिक रचना त्यांना उत्कृष्ट विद्युतरोधक असल्याचे दर्शवते, ज्यामुळे ते रडारसारख्या उच्च-फ्रिक्वेन्सी उपकरणांसाठी आवश्यक साहित्य ठरतात. बहुतेक प्लॅस्टिकची पृष्ठभागीय वाहकता कमी असल्यामुळे, ते विद्युत प्रभार त्वरीत विसर्जित करू शकत नाहीत; हा प्लॅस्टिक आणि धातूंमधील एक फरक आहे.

प्लॅस्टिक उत्पादनांच्या वापरादरम्यान, स्थिर विद्युत विविध समस्या निर्माण करू शकते आणि त्याचे गंभीर, अगदी धोकादायक परिणाम होऊ शकतात. सर्वात सामान्य धोक्यांमध्ये यांचा समावेश होतो: प्लॅस्टिकच्या पृष्ठभागांवर धूळ आणि मातीचा मोठ्या प्रमाणात थर साचणे; स्थिर विद्युतमुळे धूळ आकर्षित होऊन रेकॉर्डच्या आवाजाच्या गुणवत्तेवर परिणाम होणे; सिंथेटिक फायबर कार्पेट किंवा प्लॅस्टिक फ्लोअरिंग वापरणाऱ्या लोकांना स्थिर विद्युतमुळे 'इलेक्ट्रिक शॉक' बसल्यासारखी अप्रिय संवेदना होणे; प्लॅस्टिक फिल्म्स आणि शीट्समध्ये स्थिर विद्युत चिकटल्यामुळे सामान्य उत्पादनात व्यत्यय येणे; आणि हवेच्या प्रवाहादरम्यान घन पावडरचे एकत्र गोठणे. स्थिर विद्युत भाराच्या मोठ्या संचयामुळे निर्माण होणाऱ्या ठिणग्या हवा आणि धूळ किंवा सेंद्रिय द्रावकांच्या मिश्रणालाही पेटवू शकतात, ज्यामुळे अनेक विनाशकारी स्फोट होतात.

स्थिरविद्युत प्रभार कमी करण्याचे उपाय

(१) सापेक्ष आर्द्रता वाढणे: मोल्ड केलेल्या उत्पादनांच्या सभोवतालची आर्द्रता जसजशी वाढते, तसतशी त्यांच्या पृष्ठभागाची चालकता देखील वाढते, ज्यामुळे विद्युत प्रभाराचा अपव्यय अधिक वेगाने होतो. उदाहरणार्थ, जेव्हा पाणी-शोषक पॉलिअमाइडची सापेक्ष आर्द्रता ६५% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा व्यावहारिकदृष्ट्या स्थिर विद्युत निर्माण होत नाही. याउलट, जेव्हा सापेक्ष आर्द्रता २०% पेक्षा खूपच कमी असते, तेव्हा पृष्ठभागावरील विद्युत प्रभाराच्या संतुलनाच्या समस्या अटळ असतात. अशा परिस्थितीत, स्थिर विद्युत रोखण्यासाठी एकमेव खरोखर प्रभावी उपाय म्हणजे आकारमान रोधकता कमी करण्याकरिता एक प्रवाहकीय मॅट्रिक्स जोडणे.

(2) हवेची वाहकता वाढवा:विद्युत किंवा किरणोत्सर्गाच्या तत्त्वावर काम करणाऱ्या आयनायझरचा वापर करून हवेची वाहकता वाढवली जाते, जेणेकरून विद्युतभार सभोवतालच्या हवेत वेगाने विसर्जित होऊ शकेल.

(3) प्लॅस्टिकमध्ये रासायनिक अ‍ॅडिटीव्ह (अँटीस्टॅटिक एजंट) घालून किंवा पृष्ठभागावर लावून पृष्ठभागाची चालकता वाढवा, ज्यामुळे स्थिर विद्युत प्रभार नाहीसा होतो.

 अँटीस्टॅटिक एजंट्सची रासायनिक रचना

स्थिर विद्युतभार कमी करण्यासाठी अँटीस्टॅटिक एजंट्स हे मोल्डिंग कंपाऊंड्समध्ये मिसळले जाणारे किंवा मोल्ड केलेल्या उत्पादनांच्या पृष्ठभागावर लावले जाणारे अ‍ॅडिटीव्ह्ज आहेत. सामान्यतः, वापरण्याच्या पद्धतीनुसार, अँटीस्टॅटिक एजंट्सचे दोन मुख्य प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: अंतर्गत आणि बाह्य वापर.

२.अंतर्गत अँटीस्टॅटिक एजंट्स

अंतर्गतरीत्या जोडलेले अँटीस्टॅटिक एजंट हे मोल्डिंगच्या आधी किंवा मोल्डिंग दरम्यान सर्फॅक्टंट म्हणून पॉलिमरमध्ये मिसळले जातात. त्या सर्वांमध्ये पृष्ठ-सक्रिय गुणधर्म असतात आणि ते मोल्ड केलेल्या भागांच्या पृष्ठभागावर स्थलांतरित होऊन एकत्र येऊ शकतात. या ॲडिटिव्हच्या रेणूंमध्ये हायड्रोफिलिक आणि हायड्रोफोबिक दोन्ही गट असतात. हायड्रोफोबिक गटांची पॉलिमरसोबत एक विशिष्ट सुसंगतता असते आणि ते पॉलिमरच्या रेणूंना उत्पादनाच्या पृष्ठभागावर चिकटण्यास कारणीभूत ठरू शकतात, तर हायड्रोफिलिक गट उत्पादनाच्या पृष्ठभागावरील पाण्याच्या रेणूंशी बंधन साधून आणि त्यांची देवाणघेवाण करून कार्य करतात. पृष्ठ-सक्रिय गुणधर्म असलेल्या बहुतेक अँटीस्टॅटिक एजंट्सचे वर्गीकरण कॅटायनिक, ॲनायनिक आणि नॉनआयनिक प्रकारांमध्ये केले जाऊ शकते.

1.कॅटायनिक अँटीस्टॅटिक एजंट्स:या प्रकारच्या अँटीस्टॅटिक एजंटमध्ये, रेणूच्या सक्रिय भागात सामान्यतः एक मोठा कॅटायनिक गट आणि अनेकदा एक लांब अल्काइल गट असतो, जसे की क्वाटरनरी अमोनियम सॉल्ट्स, क्वाटरनरी सल्फोनिअम सॉल्ट्स किंवा क्वाटरनरी सल्फोनिअम सॉल्ट्स. क्वाटरनायझेशन अभिक्रियांमध्ये सामान्यतः ॲनायन्स तयार होतात, जसे की क्लोराइड्स, मिथाइल सल्फेट्स आणि नायट्रेट्स. व्यावसायिक उत्पादनांच्या या श्रेणीमध्ये क्वाटरनरी अमोनियम सॉल्ट अँटीस्टॅटिक एजंट्सचे वर्चस्व आहे. कॅटायनिक अँटीस्टॅटिक एजंट्स पोलर मॅट्रिक्सवर (जसे की पीव्हीसी आणि स्टायरीन पॉलिमर) सर्वात प्रभावी असतात. तथापि, काही पॉलिमरच्या औष्णिक स्थिरतेवर होणाऱ्या त्यांच्या प्रतिकूल परिणामांमुळे त्यांचा वापर काहीसा मर्यादित आहे.

२. ॲनायनिक अँटीस्टॅटिक एजंट: या प्रकारच्या अँटीस्टॅटिक एजंटमध्ये, रेणूचा सक्रिय भाग ॲनायनिक असतो. अल्काइल सल्फोनेट, सल्फेट, फॉस्फेट, डायथायोकार्बामेट किंवा कार्बोक्झिलेटमध्ये सामान्यतः मोठ्या संख्येने ॲनायन असतात, तर कॅटायन सहसा अल्कली धातूंचे आयन आणि कधीकधी अल्कलाइन अर्थ धातूंचे आयन असतात. उदाहरणार्थ, सोडियम अल्काइल सल्फोनेट उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते कारण ते पॉलिव्हिनाइल क्लोराइड आणि पॉलिस्टायरीन पॉलिमरमध्ये समाधानकारक अँटीस्टॅटिक परिणाम साधते, परंतु पॉलिओलेफिनमध्ये त्याच्या वापराला काही मर्यादा आहेत.

3. नॉनआयनिक अँटीस्टॅटिक एजंट्सया अँटीस्टॅटिक एजंट्समध्ये एक पृष्ठ-सक्रिय आण्विक गट असतो जो अनावेशित आणि अत्यंत कमी ध्रुवीय असतो (मुख्यतः पॉलीथिलीन ग्लायकॉल एस्टर किंवा इथर, फॅटी ऍसिड एस्टर किंवा इथेनॉलअमाइन, मोनो- किंवा डायग्लिसराइड आणि इथॉक्सिलेटेड फॅटी अमाइन). ते व्यावसायिकरित्या बहुतेक द्रव किंवा कमी मऊ होण्याच्या बिंदू असलेल्या मेणाच्या स्वरूपात पुरवले जातात.

या अ‍ॅडिटीव्ह्जची कमी ध्रुवीयता त्यांना पॉलिथिलीन आणि पॉलिप्रोपिलीनसाठी आदर्श अंतर्गत अँटीस्टॅटिक एजंट बनवते, आणि ते उच्च सुसंगतता देखील दर्शवतात. वेगवेगळ्या प्रकारच्या पॉलिथिलीन आणि पॉलिप्रोपिलीनची घनता, स्फटिकता आणि सूक्ष्म आण्विक संरचना भिन्न असतात. म्हणून, प्रत्येक अँटीस्टॅटिक एजंटसाठी इष्टतम आण्विक संरचना मिळवण्यासाठी, संयुगातील अल्काइल साखळीची लांबी आणि हायड्रॉक्सिल किंवा इथर गटांची संख्या समायोजित करणे आवश्यक आहे. केवळ याच मार्गाने इच्छित अनुप्रयोग परिणाम प्रभावीपणे सुनिश्चित केला जाऊ शकतो. उदाहरणार्थ, पॉलिप्रोपिलीनमध्ये वापरले जाणारे सामान्य अँटीस्टॅटिक एजंट कमी-घनतेच्या पॉलिथिलीनवर लागू केल्यावर कमी प्रभावी ठरतात आणि याउलटही घडते.

 बाह्य लेप प्रकारचा अँटीस्टॅटिक एजंट

बाह्य अँटीस्टॅटिक एजंट्स साच्याच्या भागांच्या पृष्ठभागावर जलीय किंवा अल्कोहोलिक द्रावणाच्या स्वरूपात लावले जातात. वापरण्याच्या वेगवेगळ्या पद्धतींमुळे, अंतर्गत अँटीस्टॅटिक एजंट्समध्ये नमूद केलेल्या संरचनात्मक आवश्यकता कमी महत्त्वाच्या ठरतात. सर्व पृष्ठ-सक्रिय संयुगे, तसेच अनेक गैर-पृष्ठ-सक्रिय आर्द्रताशोषक पदार्थ (जसे की ग्लिसरीन, पॉलीओल्स आणि पॉलीथिलीन ग्लायकॉल), कमी-अधिक प्रमाणात अँटीस्टॅटिक गुणधर्म धारण करतात आणि या संयुगांची परिणामकारकता पॉलिमरसोबतच्या त्यांच्या सुसंगततेवर किंवा पॉलिमरमधील त्यांच्या स्थलांतरावर अवलंबून नसते.