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1940 के दशक में औद्योगिक उत्पादन में प्रवेश के बाद से, सर्फेक्टेंट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता रहा है और इन्हें "उद्योग का एमएसजी" कहा जाता है। सर्फेक्टेंट अणुओं में उभयचर गुण होते हैं, जो उन्हें जलीय विलयनों की सतहों पर जमा होने में सक्षम बनाते हैं, जिससे विलयन के गुणों में उल्लेखनीय परिवर्तन होता है। हाइड्रोफिलिक और हाइड्रोफोबिक खंडों के अनुपात और आणविक संरचना के आधार पर, सर्फेक्टेंट विभिन्न गुण प्रदर्शित करते हैं। इनमें कई भौतिक-रासायनिक गुण होते हैं, जिनमें फैलाव, गीलापन या चिपकने से रोकना, पायसीकरण या विमलीकरण, झाग या विझाग, घुलनशीलता, धुलाई, परिरक्षण और स्थैतिक-विरोधी प्रभाव शामिल हैं। ये मूलभूत गुण वस्त्र रंगाई और प्रसंस्करण के लिए महत्वपूर्ण हैं। आँकड़े बताते हैं कि वस्त्र उद्योग में 3,000 से अधिक प्रकार के सर्फेक्टेंट का उपयोग किया जाता है, जो रेशे शोधन, कताई, बुनाई, रंगाई, छपाई और परिष्करण सहित सभी उत्पादन प्रक्रियाओं में आवश्यक है। इनकी भूमिका वस्त्रों की गुणवत्ता बढ़ाना, धागों की बुनाई क्षमता में सुधार करना और प्रसंस्करण समय को कम करना है; इस प्रकार, सर्फेक्टेंट वस्त्र उद्योग में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं।

 

1. कपड़ा उद्योग में सर्फेक्टेंट के अनुप्रयोग

 

1.1 धुलाई प्रक्रिया

कपड़ा प्रसंस्करण की धुलाई प्रक्रिया में, न केवल धुलाई के प्रभाव पर, बल्कि कपड़े की कोमलता और संभावित रंग-विरंजन संबंधी समस्याओं पर भी विचार करना आवश्यक है। इसलिए, कपड़े की कोमलता और रंग स्थिरता को बनाए रखते हुए अच्छी सफाई क्षमता प्रदान करने वाले नए सर्फेक्टेंट का विकास आज सर्फेक्टेंट अनुसंधान का एक प्रमुख केंद्र बन गया है। पर्यावरण संरक्षण के प्रति बढ़ती जागरूकता और कपड़ा निर्यात के सामने आने वाली कठोर अंतर्राष्ट्रीय पर्यावरण प्रमाणन बाधाओं के साथ, कुशल, कम जलन पैदा करने वाले और आसानी से जैव-निम्नीकरणीय डिटर्जेंट का विकास कपड़ा उद्योग में एक ज़रूरी मुद्दा बन गया है।

1.2 रंग प्रसंस्करण

पृष्ठसक्रियक बहुआयामी भूमिकाएँ निभाते हैं, ये रंग प्रसंस्करण के लिए विसारक के रूप में और रंगाई में समतलीकरण कारक के रूप में कार्य करते हैं। वर्तमान में, ऋणायनिक पृष्ठसक्रियकों का उपयोग मुख्यतः विसारक के रूप में किया जाता है, जिनमें नेफ़थलीन सल्फ़ोनेट-फ़ॉर्मेल्डिहाइड संघनन और लिग्निन सल्फ़ोनेट शामिल हैं। नॉनआयनिक पृष्ठसक्रियकों, जैसे नॉनाइलफेनॉल एथोक्सिलेट्स, को अक्सर अन्य प्रकार के पृष्ठसक्रियकों के साथ मिश्रित किया जाता है। धनायनिक और ज़्विटरआयनिक पृष्ठसक्रियकों के अनुप्रयोग में कुछ सीमाएँ हैं। जैसे-जैसे माइक्रोवेव रंगाई, फोम रंगाई, डिजिटल मुद्रण और सुपरक्रिटिकल द्रव रंगाई जैसी नई रंगाई तकनीकें विकसित हो रही हैं, समतलीकरण कारकों और विसारकों की आवश्यकताएँ और अधिक बढ़ गई हैं।

1.3 मृदुकरण एजेंट

रंगाई और परिष्करण से पहले, कपड़ों को आमतौर पर रगड़ने और विरंजन जैसे पूर्व-उपचारों से गुजरना पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप हाथ खुरदुरा लग सकता है। टिकाऊ, चिकने और मुलायम हाथ पाने के लिए, मृदुकरण कारक—जिनमें से अधिकांश सर्फेक्टेंट होते हैं—आवश्यक होते हैं। ऋणायनिक मृदुकरण कारक लंबे समय से उपयोग में हैं, लेकिन पानी में रेशों पर ऋणात्मक आवेश के कारण अवशोषण में चुनौतियों का सामना करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मृदुकरण प्रभाव कमज़ोर होता है। कुछ प्रकार के एजेंट कपड़ा तेलों में मृदुकरण घटकों के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त होते हैं, जिनमें सल्फोसुसिनेट और सल्फेटेड अरंडी का तेल शामिल हैं।

नॉनआयनिक मृदुकरण कारक, रंग को विकृत किए बिना, ऋणायनिक मृदुकरण कारकों के समान ही हाथ में महसूस होते हैं; इनका उपयोग ऋणायनिक या धनायनिक मृदुकरण कारकों के साथ किया जा सकता है, लेकिन इनमें रेशों का अवशोषण कम होता है और स्थायित्व कम होता है। इनका उपयोग मुख्य रूप से सेल्युलोसिक रेशों की परिष्करण के बाद और सिंथेटिक रेशों के तेल कारकों में मृदुकरण और चिकनाई घटकों के रूप में किया जाता है। पेंटाएरिथ्रिटोल फैटी एसिड एस्टर और सॉर्बिटन फैटी एसिड एस्टर जैसे वर्ग महत्वपूर्ण हैं, जो सेल्युलोसिक और सिंथेटिक रेशों के घर्षण गुणांक को महत्वपूर्ण रूप से कम करते हैं।

धनायनिक सर्फेक्टेंट विभिन्न रेशों के साथ मज़बूत बंधन प्रदर्शित करते हैं, ऊष्मा-प्रतिरोधी होते हैं और धुलाई के बाद भी टिके रहते हैं, जिससे हाथों को एक समृद्ध और मुलायम एहसास मिलता है। ये एंटीस्टेटिक गुण और अच्छे जीवाणुरोधी प्रभाव भी प्रदान करते हैं, जो इन्हें सबसे महत्वपूर्ण और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले मृदुकरण कारक बनाता है। अधिकांश धनायनिक सर्फेक्टेंट नाइट्रोजन युक्त यौगिक होते हैं, जिनमें आमतौर पर क्वाटरनरी अमोनियम लवण शामिल होते हैं। इनमें से, डाइहाइड्रॉक्सीएथिल क्वाटरनरी अमोनियम यौगिक अपने असाधारण मृदुकरण प्रदर्शन के लिए विशिष्ट हैं, जो केवल 0.1% से 0.2% उपयोग के साथ ही आदर्श परिणाम प्राप्त करते हैं, इसके अलावा ये आर्द्रीकरण और एंटीस्टेटिक कार्य भी करते हैं, हालाँकि ये बड़े होते हैं और जैवनिम्नीकरण चुनौतियाँ पेश करते हैं। हरित उत्पादों की एक नई पीढ़ी में आमतौर पर एस्टर, एमाइड, या हाइड्रॉक्सिल समूहों वाले सर्फेक्टेंट होते हैं जो सूक्ष्मजीवों द्वारा आसानी से वसीय अम्लों में जैवनिम्नीकृत हो जाते हैं, जिससे पर्यावरणीय प्रभाव न्यूनतम होता है।

1.4 एंटीस्टेटिक एजेंट

विभिन्न वस्त्र प्रक्रियाओं और कपड़े की परिष्करण प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न होने वाली स्थैतिक विद्युत को समाप्त करने या रोकने के लिए, प्रतिस्थैतिक एजेंटों की आवश्यकता होती है। इनका प्राथमिक कार्य रेशों की सतहों को नमी धारण और आयनिक गुण प्रदान करना, रोधक गुणों को कम करना और चालकता बढ़ाकर आवेशों को निष्क्रिय करना और स्थैतिक विद्युत को समाप्त या रोकना है। पृष्ठसक्रियकों में, ऋणायनिक प्रतिस्थैतिक एजेंट सबसे विविध हैं। सल्फेटेड तेल, वसीय अम्ल और उच्च-कार्बन वसीय एल्कोहल प्रतिस्थैतिक, मृदुकरण, स्नेहन और पायसीकारी गुण प्रदान कर सकते हैं। एल्काइल सल्फेट, विशेष रूप से अमोनियम लवण और एथेनॉलमाइन लवण, में प्रतिस्थैतिक प्रभावकारिता अधिक होती है।

इसके अलावा, एल्काइलफेनॉल एथोक्सिलेट सल्फेट अपने उत्कृष्ट प्रदर्शन के लिए एनायनिक एंटीस्टेटिक एजेंटों में विशिष्ट हैं। सामान्यतः, धनायनिक सर्फेक्टेंट न केवल प्रभावी एंटीस्टेटिक एजेंट होते हैं, बल्कि उत्कृष्ट स्नेहन गुण और रेशे का आसंजन भी प्रदान करते हैं। इनकी कमियों में संभावित रंग मलिनकिरण, कम प्रकाश स्थिरता, एनायनिक सर्फेक्टेंट के साथ असंगति, धातु संक्षारण, उच्च विषाक्तता और त्वचा में जलन शामिल हैं, जिसके कारण इनका उपयोग तेल एजेंटों के बजाय केवल कपड़े की फिनिशिंग तक ही सीमित है। एंटीस्टेटिक एजेंटों के रूप में उपयोग किए जाने वाले धनायनिक सर्फेक्टेंट मुख्य रूप से चतुर्धातुक अमोनियम यौगिकों और फैटी एसिड एमाइड से बने होते हैं। बीटाइन जैसे ज़्विटरआयनिक सर्फेक्टेंट अच्छे एंटीस्टेटिक प्रभाव और स्नेहन, पायसीकारी और परिक्षेपण गुण प्रदान करते हैं।

नॉनआयनिक सर्फेक्टेंट नमी को मज़बूती से बनाए रखते हैं और रेशों की कम आर्द्रता वाली स्थितियों के लिए उपयुक्त होते हैं। ये आमतौर पर रंगाई के प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करते हैं और व्यापक सीमा में चिपचिपाहट को समायोजित कर सकते हैं, जिससे कम विषाक्तता और न्यूनतम त्वचा जलन होती है, जो सिंथेटिक तेलों में प्रमुख घटकों के रूप में उनके व्यापक उपयोग को सुगम बनाता है - मुख्यतः फैटी अल्कोहल एथोक्सिलेट्स और फैटी एसिड पॉलीइथाइलीन ग्लाइकॉल एस्टर।

1.5 प्रवेशक और गीला करने वाले एजेंट

भेदक और आर्द्रक कारक ऐसे योजक होते हैं जो रेशे या कपड़े की सतहों को पानी से तेज़ी से गीला करते हैं और रेशे की संरचना में तरल पदार्थों के प्रवेश को सुगम बनाते हैं। वे पृष्ठसक्रियक जो तरल पदार्थों को छिद्रयुक्त ठोस पदार्थों में प्रवेश करने या तरल पदार्थों के प्रवेश को तेज़ करने में मदद करते हैं, भेदक कहलाते हैं। प्रवेश पहले पर्याप्त आर्द्रीकरण पर निर्भर करता है। आर्द्रीकरण उस सीमा को संदर्भित करता है जिस तक कोई तरल पदार्थ संपर्क में आने पर ठोस सतह पर फैलता है। इसलिए, भेदक और आर्द्रक कारकों का उपयोग न केवल पूर्व-उपचार प्रक्रियाओं जैसे कि आकार बदलने, उबालने, मर्सराइज़िंग और विरंजन में किया जाता है, बल्कि मुद्रण और परिष्करण प्रक्रियाओं में भी व्यापक रूप से किया जाता है।

भेदक और आर्द्रक कारकों के लिए आवश्यक विशेषताएँ इस प्रकार हैं: 1) कठोर जल और क्षार के प्रति प्रतिरोध; 2) प्रसंस्करण समय को कम करने हेतु प्रबल भेदन क्षमता; 3) उपचारित कपड़ों की केशिकात्व में उल्लेखनीय सुधार। धनायनिक पृष्ठसक्रियक आर्द्रक कारकों के रूप में अनुपयुक्त होते हैं क्योंकि वे रेशों पर अधिशोषित हो सकते हैं और आर्द्रीकरण में बाधा डाल सकते हैं। ज़्विटरआयनिक पृष्ठसक्रियकों के अनुप्रयोग में कुछ सीमाएँ हैं। इसलिए, भेदक और आर्द्रक कारकों के रूप में प्रयुक्त पृष्ठसक्रियक मुख्यतः ऋणायनिक और गैर-आयनिक पृष्ठसक्रियक होते हैं। इसके अतिरिक्त, कपड़ा उद्योग में पृष्ठसक्रियकों का उपयोग शोधन कारक, पायसीकारी कारक, झाग कारक, स्मूथिंग कारक, स्थिरीकरण कारक और जल-विकर्षक के रूप में भी किया जाता है।

एल्काइल पॉलीग्लूकोसाइड (APG) एक जैव-सर्फेक्टेंट है जो नवीकरणीय संसाधनों से प्राप्त प्राकृतिक वसायुक्त अल्कोहल और ग्लूकोज से संश्लेषित होता है। यह एक नए प्रकार का नॉन-आयनिक सर्फेक्टेंट है जिसका व्यापक प्रदर्शन पारंपरिक नॉन-आयनिक और एनायनिक सर्फेक्टेंट दोनों के गुणों को जोड़ता है। इसे अंतरराष्ट्रीय स्तर पर एक पसंदीदा "हरित" कार्यात्मक सर्फेक्टेंट के रूप में मान्यता प्राप्त है, जिसकी विशेषताएँ उच्च सतही सक्रियता, अच्छी पारिस्थितिक सुरक्षा और घुलनशीलता हैं।