Surfactants in paint
রংয়ের চারটি প্রধান উপাদান রয়েছেঃ রঞ্জক, বাঁধাই, দ্রাবক এবং সংযোজন। পিগমেন্টগুলি রঙকে তার রঙ, গঠন, দৃঢ়তা দেওয়ার পাশাপাশি একটি রঙ অস্বচ্ছ কিনা তা নির্ধারণ করতে সহায়তা করে। সাধারণ সাদা রঞ্জকগুলির মধ্যে রয়েছে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড এবং জিঙ্ক অক্সাইড। বাঁধাই হল একটি রঙের ফিল্ম গঠনের উপাদান কারণ এটি শুকিয়ে যায় এবং আবরণের স্থায়িত্ব, চকচকে এবং নমনীয়তাকে প্রভাবিত করে। পলিইউরেথেন, পলিয়েস্টার এবং এক্রাইলিক হল সাধারণ বাঁধাইয়ের উদাহরণ। দ্রাবক হল সেই মাধ্যম যেখানে রঙের অন্যান্য সমস্ত উপাদান দ্রবীভূত হয় এবং রঙ শুকিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে বাষ্পীভূত হয়। দ্রাবক তার তরল অবস্থায় রঙের নিরাময়ের হার এবং সান্দ্রতাও পরিবর্তন করে। দুই ধরনের রং রয়েছেঃ দ্রাবক-বাহিত রং এবং জল-বাহিত রং। দ্রাবক-বাহিত রং একটি রং গঠনে কঠিন উপাদান বহনকারী প্রাথমিক বাহন হিসাবে জৈব দ্রাবক ব্যবহার করে, যেখানে জল-বাহিত রং অবিচ্ছিন্ন মাধ্যম হিসাবে জল ব্যবহার করে। রঙে যে অ্যাডিটিভগুলি অন্তর্ভুক্ত করা হয় সেগুলি হল বিভিন্ন ধরনের জিনিস যা রঙের বৈশিষ্ট্য এবং চূড়ান্ত আবরণের উপর গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে। সাধারণ পেইন্ট অ্যাডিটিভগুলি হল অনুঘটক, ঘনকারী, স্থিতিশীল, ইমালসিফায়ার, টেক্সচারাইজার, ব্যাকটেরিয়ার বৃদ্ধির বিরুদ্ধে লড়াই করার জন্য বায়োসাইডস ইত্যাদি। সার্ফ্যাক্ট্যান্ট শব্দটি পৃষ্ঠ সক্রিয় এজেন্টের জন্য সংক্ষিপ্ত। সার্ফ্যাক্ট্যান্ট হল এমন যৌগ যা কোনও তরলের পৃষ্ঠের টান, দুটি তরলের মধ্যে আন্তঃমুখীয় টান বা তরল ও কঠিন পদার্থের মধ্যে আন্তঃমুখীয় টানকে হ্রাস করে। সমাধানগুলিতে এই আচরণটি ভিজা হিসাবে পরিচিত, এবং এটি বায়ু/জলের ইন্টারফেসে সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির শোষণের ফলে ঘটে। দ্রবণীয় সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি দ্রবণে মাইসেল এবং অন্যান্য সমষ্টিগত কাঠামো তৈরি করতে সক্ষম, যার ফলে ল্যাটেক্স রঙে স্থিতিশীল প্রভাব পড়ে। রঙে সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি শুকনো রঙের অনেক শেষ বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করার পাশাপাশি রঙগুলিকে তাদের তরল অবস্থায় ইমালসিফাই করতে ব্যবহৃত হয়। রঙে সার্ফ্যাক্ট্যান্টের ভূমিকা ইতিবাচক প্রভাব সার্ফ্যাক্ট্যান্ট রঙে ভৌত বৈশিষ্ট্যের বিস্তৃত বিন্যাসকে প্রভাবিত করে। সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি কেবল গঠিত আবরণের জীবদ্দশাতেই নয়, পেইন্টের প্রাথমিক সমষ্টি এবং ফিল্ম গঠনকেও প্রভাবিত করে। রং এবং অন্যান্য প্রয়োগগুলিতে ইমালশন পলিমারাইজেশনের সময় পলিমার কণাগুলির বিচ্ছুরণ স্থিতিশীল করতেও সার্ফ্যাক্ট্যান্ট ব্যবহার করা হয়। যান্ত্রিক স্থায়িত্ব, হিমায়িত-গলানোর স্থায়িত্ব এবং রঙগুলির বালুচর-জীবন সবই সার্ফ্যাক্ট্যান্ট যোগ করার মাধ্যমে উন্নত হয়। রঙ করার জন্য সার্ফ্যাক্ট্যান্ট যোগ করার ফলে রঙটি আরও সহজে একটি পৃষ্ঠকে আবরণ করতে দেয় কারণ সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি একটি দ্রবণের আর্দ্রতা বাড়ায়। নেতিবাচক প্রভাব সার্ফ্যাক্ট্যান্টের সংযোজন সবসময় সমস্ত বৈশিষ্ট্যের উপর ইতিবাচক প্রভাব ফেলে না। সার্ফ্যাক্ট্যান্ট সংযোজনের মাধ্যমে আবরণের জল প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করা যেতে পারে কারণ সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি খুব জলে দ্রবণীয় হতে পারে এবং সহজেই আবরণ থেকে ধুয়ে ফেলা যায়। আর্দ্রতা প্রতিরোধের এই সমস্যাটি শিল্প সংরক্ষণের জন্য বিশেষভাবে প্রচলিত সমস্যা, পাশাপাশি অ্যাক্রেলিক কোট বহনকারী শিল্পকর্মগুলিতে ব্যবহৃত সমসাময়িক অ্যাক্রেলিক ইমালশনে পলিথার সার্ফ্যাক্ট্যান্টের কারণে আঠালো সমস্যা, অপটিক্যাল স্পষ্টতা হ্রাস এবং ময়লা তোলা সমস্যা। যদিও সার্ফ্যাক্ট্যান্টের ধরন এবং পরিমাণ নির্ধারণ করে যে কোন বৈশিষ্ট্যগুলি প্রভাবিত হবে, একটি পেইন্টের অন্যান্য রাসায়নিকগুলি সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির পেইন্টের উপর সামগ্রিক প্রভাবকে পরিবর্তন করতে পারে। উপস্থিত টিআইও2-এর পরিমাণের উপর নির্ভর করে ল্যাটেক্স রঙে স্থিতিস্থাপকতা বৃদ্ধি বা হ্রাস পাওয়া গেছে। ইমালসিফিকেশন ল্যাটেক্স পেইন্টস (ইমালসন পেইন্টস ব্রিটিশ ইংরেজি, ল্যাটেক্স রাবারের সাথে বিভ্রান্ত হবেন না) হল জলে ছড়িয়ে থাকা পলিমার কণাগুলির একটি ইমালসন। ল্যাটেক্স রঙে ম্যাক্রো ইমালশনগুলি সহজাতভাবে অস্থির এবং পর্যায় পৃথক, তাই সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি ইন্টারফেসিয়াল টেনশন কমাতে যোগ করা হয় এবং পলিমার কণাগুলিকে স্থিতিশীল করে ডিমালসিফিকেশন প্রতিরোধ করে। সোডিয়াম ডোডেসিল সালফেটের মতো অ্যানায়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি জলীয় মাধ্যমের সাথে হাইড্রোজেন বন্ধনের প্রতি তাদের অনুরাগের কারণে ইমালশনগুলিকে স্থিতিশীল করার জন্য সাধারণত ব্যবহৃত হয়। অয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টের তুলনায় স্থিতিশীল ইমালসন তৈরিতে তাদের নিকৃষ্ট দক্ষতার কারণে অয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি খুব কমই একা ব্যবহার করা হয়। এই কারণে, অ-আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি সাধারণত অ্যানায়োনিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির সাথে মিলিতভাবে ব্যবহৃত হয় এবং পলিমার এবং রঞ্জক কণাগুলির মধ্যে ভ্যান ডার ওয়াল বাহিনীর স্টেরিক হস্তক্ষেপের মাধ্যমে কলয়েডাল স্থিতিশীলতার একটি দ্বিতীয় পদ্ধতি প্রদান করে। যে ল্যাটেক্সগুলির বড় পিএইচ পরিসরে স্থায়িত্বের প্রয়োজন হয় সেগুলি বৃহত্তর নন-আয়নিক থেকে অ্যানায়োনিক সার্ফ্যাক্ট্যান্ট অনুপাত ব্যবহার করে। ক্যাশনিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি তাদের উচ্চ খরচ, অদক্ষ ইমালসিফায়িং ক্ষমতা এবং ইনিশিয়েটর পচনের উপর অবাঞ্ছিত প্রভাবের কারণে সাধারণত সবচেয়ে কম ব্যবহৃত হয়। উচ্চ গতির প্রয়োগ, কম তাপমাত্রার সঞ্চয়, পাম্পিং থেকে শিয়ার স্ট্রেস এবং অন্যান্য চরম সঞ্চয় বা প্রয়োগের পরিস্থিতি একটি সার্ফ্যাক্ট্যান্টের পেইন্ট বিচ্ছুরণকে পর্যাপ্তভাবে স্থিতিশীল করতে ব্যর্থ হতে পারে। ডিমালসিফিকেশনের জন্য তাপগতিবিদ্যার ব্যাখ্যা হল উচ্চ শক্তির পৃষ্ঠ মিথস্ক্রিয়ার মোট এলাকা হ্রাস করার ফলে গিবস মুক্ত শক্তির লাভ। ডিমালসিফিকেশন থেকে প্রাপ্ত শক্তি ইন্টারফেসের মোট এলাকা এবং সেই ইন্টারফেসের পৃষ্ঠের টান উপর নির্ভর করে। সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি পৃষ্ঠের টান (γ) হ্রাস করে এবং এইভাবে ডিমালসিফিকেশন থেকে গিব্বস শক্তি অর্জন করা হয়। এটি ডিমালসিফিকেশন প্রক্রিয়াটিকে ধীর করে দেয় এবং ল্যাটেক্স পেইন্টকে স্থিতিশীল করে। একটি ল্যাটেক্স রঙে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা পলিমারের ফোঁটাগুলির আকার নিম্নলিখিত সমীকরণ দিয়ে মডেল করা যেতে পারেঃ ইমালশনে একটি ফোঁটাগুলির ব্যাসার্ধ সার্ফ্যাক্ট্যান্টের দৈর্ঘ্য, এলএস, ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা পর্যায়ের আয়তনের ভগ্নাংশ, φd এবং সার্ফ্যাক্ট্যান্টের আয়তনের ভগ্নাংশ, φs-এর উপর নির্ভরশীল। সার্ফ্যাক্ট্যান্টের শ্রেণীবিভাগ রঙে ব্যবহৃত সার্ফ্যাক্ট্যান্টের তিনটি প্রধান বিভাগ রয়েছে-আয়নিক, পলিমারিক এবং ইলেক্ট্রোস্টেরিক। হেড গ্রুপের গঠন অনুসারে একটি সার্ফ্যাক্ট্যান্টের হেড গ্রুপের শ্রেণিবিন্যাস হেড গ্রুপের আয়ন প্রকার দ্বারা নির্ধারিত হয়। আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি একটি চার্জযুক্ত হাইড্রোফিলিক হেড গ্রুপ থেকে তাদের অ্যাম্ফিফিলিসিটি অর্জন করে এবং ছোট, কম আণবিক ওজনের অণু হতে থাকে। আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিকর্ষণ দ্বারা একটি রঙে ঝুলন্ত কণাগুলিকে স্থিতিশীল করে তোলে এবং তাদের ছোট আকারের কারণে সহজেই একটি পৃষ্ঠ থেকে শোষিত এবং অবশোষিত হয়। অ্যানিয়নিক হেড গ্রুপগুলি নেতিবাচকভাবে চার্জ করা হয় এবং সাধারণত পরিষ্কার করার পণ্যগুলিতে ব্যবহৃত হয়। অ্যানায়োনিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি শ্যাম্পু, লন্ড্রি ডিটারজেন্ট এবং সাবানের মতো পণ্যগুলিতে পাওয়া যায় কারণ তাদের ফ্যাব্রিকের মতো নরম মাধ্যম থেকে ময়লা অপসারণ করার ক্ষমতা রয়েছে। আধানযুক্ত হেড গ্রুপের মেরুকরণের কারণে অ্যানায়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি সহজেই জলে ঝুলিয়ে রাখা হয়। তবে, শক্ত জল অণুটিকে নিষ্ক্রিয় করতে পারে। কিছু সাধারণভাবে ব্যবহৃত অ্যানায়োনিক হেড গ্রুপ হল সালফেট এবং ইথোক্সিলেট। ক্যাশনিক হেড গ্রুপের একটি ধনাত্মক আধান থাকে এবং ক্যাশনিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি বিভিন্ন প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়। ক্যাশনিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টের একটি সাধারণ ব্যবহার হল ফ্যাব্রিক সফ্টনার। অ্যানিয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টের সাথে লন্ড্রি ডিটারজেন্টে ক্যাশিয়ানিক হেড গ্রুপও যুক্ত করা হয় কারণ তারা অ্যানিয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টের ময়লা অপসারণের বৈশিষ্ট্য উন্নত করতে সহায়তা করে। ক্যাশিয়ানিক হেড গ্রুপগুলি গৃহস্থালীর ক্লিনারগুলির জীবাণুমুক্ত করার বৈশিষ্ট্যও বৃদ্ধি করে। কিছু সাধারণ ক্যাটিয়ানিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টের হেড গ্রুপের মধ্যে রয়েছে অ্যামাইন এবং কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম আয়ন। অনেক ধরনের সার্ফ্যাক্ট্যান্টের মধ্যে, ক্যাশনিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি নিরপেক্ষ এবং অ্যাসিডিক মিডিয়াতে তাদের সুরক্ষামূলক কার্যকারিতার কারণে খুব কার্যকর জারা প্রতিরোধক। নন-আয়নিক হেড গ্রুপগুলির কোনও চার্জ নেই এবং এগুলি গ্রীস রিমুভার হিসাবে খুব ভাল কাজ করে। নন-আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্ট সাধারণত ডিটারজেন্ট, সাবান এবং গৃহস্থালী পরিষ্কারের কাজে ব্যবহৃত হয়। কঠিন জলের দ্রবণে, নন-আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম আয়ন দ্বারা সৃষ্ট আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির নিষ্ক্রিয়তা সীমাবদ্ধ করতে সহায়তা করতে ব্যবহৃত হয়। কিছু সাধারণ নন-আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্ট হেড গ্রুপের মধ্যে রয়েছে ফ্যাটি অ্যাসিড এবং গ্লাইকোল। লেজের গঠন অনুসারে হাইড্রোকার্বন চেইনগুলি দীর্ঘ চেইন যা একটি কার্বন ব্যাকবোন হাইড্রোজেন বিকল্প নিয়ে গঠিত, যা তাদের খুব হাইড্রোফোবিক করে তোলে। হাইড্রোকার্বন চেইনগুলি একাই মোম এবং তেল তৈরি করে এবং এই বৈশিষ্ট্যগুলি ধরে রাখে যখন সেগুলি সার্ফ্যাক্ট্যান্টের মধ্যে অন্তর্ভুক্ত করা হয়। হাইড্রোকার্বন শৃঙ্খলযুক্ত সার্ফ্যাক্ট্যান্টের একটি ভাল উদাহরণ হল লিপিড, যা কোষের ঝিল্লি গঠন করে। অ্যালকাইল ইথার চেইনগুলি হাইড্রোকার্বন চেইনের অনুরূপ, মেরুদণ্ডের পাশাপাশি কার্বনের মধ্যে অন্তর্ভুক্ত অক্সিজেন ব্যতীত। সাধারণত সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলিতে দুটি অ্যালকাইল চেইন ব্যবহার করা হয়ঃ পলিথিলিন অক্সাইড এবং পলিপ্রোপিলিন অক্সাইড। পলিইথিলিন অক্সাইড শৃঙ্খলের একটি অক্সিজেন এবং দুটি কার্বন (-O-CH2-CH2-) n পুনরাবৃত্ত একক রয়েছে এবং হাইড্রোকার্বনের তুলনায় এর হাইড্রোফিলিক বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পেয়েছে। পলিপ্রোপিলিন অক্সাইডের মেরুদণ্ডের কাঠামো পলিথিলিন অক্সাইডের মতো একই, তবে কার্বনের একটি মিথাইল গ্রুপের বিকল্প রয়েছে এবং এই কাঠামোতে হাইড্রোকার্বন এবং পলিথিলিন অক্সাইডের মধ্যে হাইড্রোফোবিসিটি রয়েছে। ফ্লোরোকার্বন শৃঙ্খলের লেজগুলি একটি কার্বন মেরুদণ্ড নিয়ে গঠিত যার হাইড্রোজেনের পরিবর্তে ফ্লোরিন বিকল্প রয়েছে। ফ্লুরোকার্বন জল এবং অন্যান্য দ্রাবকগুলির পৃষ্ঠের টান কমাতে সাহায্য করে কারণ তাদের লাইপোফোবিক প্রকৃতির কারণে এমনকি কম পিএইচ-এর মতো কঠোর পরিস্থিতিতেও। যখন ফ্লোরোকার্বনগুলি সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলিতে অন্তর্ভুক্ত করা হয় তখন এগুলি দাগ প্রতিরোধী হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলি হ্রাস করার জন্য আবরণে অন্তর্ভুক্ত করা হয়। সিলোক্সেন শৃঙ্খল একটি মেরুদণ্ড নিয়ে গঠিত যা পর্যায়ক্রমে অক্সিজেন এবং সিলিকন পরমাণু ধারণ করে। সিলোক্সেন লেজযুক্ত সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ করতে এবং পলিমার চেইনের ভাঙ্গন রোধ করতে পাওয়া গেছে যা রঙে ফাটল সৃষ্টি করতে পারে এবং এইভাবে প্রসাধনী, ডিওডোরেন্ট, ডিফোমার এবং সাবানের মতো পণ্যগুলিতে ব্যবহৃত হয়। সার্ফ্যাক্ট্যান্ট ব্যবহারের সমস্যা পরিবেশগত সমস্যা সার্ফ্যাক্ট্যান্ট রঙে বিষাক্ত জৈব যৌগগুলিকে অস্থিতিশীল করতে পারে যা পরিবেশে প্রবেশ করতে পারে এবং নেতিবাচক প্রভাব ফেলতে পারে। জলে দ্রবণীয় সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি শুকনো রং থেকে ধুয়ে পরিবেশে প্রবেশ করতে পারে। এই সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির মধ্যে কয়েকটি প্রাণী এবং পরিবেশের জন্য সরাসরি বিষাক্ত হওয়ার পাশাপাশি পরিবেশে উপস্থিত অন্যান্য বিষাক্ত দূষকগুলির প্রবেশের ক্ষমতা বাড়ায়। খরচ সারফ্যাক্ট্যান্টের দাম আংশিকভাবে অপরিশোধিত তেলের বাজারের উপর নির্ভরশীল। সার্ফ্যাক্ট্যান্ট উৎপাদনের জন্য একটি স্টক উপাদান হিসাবে, সার্ফ্যাক্ট্যান্টের উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল রঙগুলি এই বাজারের দ্বারা প্রভাবিত হবে। বৃহত্তর, সংশ্লেষিত করা আরও কঠিন কাঠামো সহ আরও জটিল সার্ফ্যাক্ট্যান্ট উত্পাদন করা আরও ব্যয়বহুল এবং তাদের প্রয়োগের শেষ বাজার মূল্যের উপর আরও বেশি প্রভাব ফেলে। ফলস্বরূপ, সহজ, উৎপাদন করা সহজ এবং আরও পরিবেশ বান্ধব সার্ফ্যাক্ট্যান্ট আরও ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা হয়। আরও দেখুন সার্ফ্যাক্ট্যান্ট লিচিং রেফারেন্স সার্ফ্যাক্ট্যান্টস