প্রক্রিয়া ইন্টারফেসিয়াল মডিফায়ার হিসেবে সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি পাউডার শুকানোর সময় চূড়ান্ত পণ্যের ছিদ্র কাঠামোর বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন করে, কণাগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া এবং প্যাকিং আচরণকে প্রভাবিত করে। এই গবেষণাপত্রটি শুকনো পাউডারের ছিদ্র বিতরণের উপর সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির প্রভাব প্রক্রিয়া, নিয়ন্ত্রণের নিয়ম এবং প্রয়োগের তাৎপর্য পদ্ধতিগতভাবে অন্বেষণ করে এবং প্রাসঙ্গিক পরীক্ষামূলক তথ্য বিশ্লেষণ করে।
I. লোমকূপ বিতরণের সার্ফ্যাক্ট্যান্ট নিয়ন্ত্রণের মৌলিক ঘটনা
অতি সূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের শুকানোর পরীক্ষাটি উদাহরণ হিসেবে নিলে, সার্ফ্যাক্ট্যান্ট ছাড়া নমুনাটি শুকানোর পরে শক্ত সমষ্টি তৈরি করে, যার ছিদ্র আকার অত্যন্ত অসম বন্টন ছিল। সর্বাধিক ছিদ্র আকার 3 μm ছাড়িয়ে যায়, যেখানে সর্বনিম্ন ছিদ্র আকার ছিল মাত্র 0.05 μm, যা 60 গুণ পর্যন্ত পার্থক্য। বিপরীতে, উপযুক্ত পরিমাণে সার্ফ্যাক্ট্যান্ট যোগ করার পরে, পাউডারটি আলগা থাকে, ছিদ্র আকার 0.02-0.1 μm এর মধ্যে ঘনীভূত হয় এবং সর্বাধিক ছিদ্র আকার 0.5 μm এর বেশি হয় না, যা ছিদ্র বিতরণের অভিন্নতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।
বিভিন্ন পাউডার সিস্টেমে একই রকম ঘটনা লক্ষ্য করা গেছে। উদাহরণস্বরূপ, ZAO ন্যানো পার্টিকেল তৈরিতে, যখন পিইজি-400 থেকে Zn এর বিবরণ²⁺ এর মোলার অনুপাত ছিল 1:16, তখন ফলস্বরূপ পাউডারের কণার আকার 10 এনএম এর কম ছিল এবং কোনও স্পষ্ট জমাট বাঁধা ছিল না, সার্ফ্যাক্ট্যান্ট ছাড়া সিস্টেমের তুলনায় ছিদ্রের আয়তন প্রায় 42% বৃদ্ধি পেয়েছিল। এই ফলাফলগুলি দেখায় যে সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি জমাট বাঁধা এবং ছিদ্র কাঠামোকে অনুকূলিতকরণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
II. সারফ্যাক্ট্যান্টের ক্রিয়া প্রক্রিয়া
সারফ্যাক্ট্যান্টদের দ্বারা ছিদ্র কাঠামোর নিয়ন্ত্রণ মূলত কঠিন-তরল ইন্টারফেসে তাদের শোষণ আচরণ এবং শুকানোর সময় আন্তঃকণা শক্তিতে তাদের হস্তক্ষেপের উপর নির্ভর করে। বিশেষ করে, এটি নিম্নলিখিত দুটি প্রক্রিয়ায় সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে:
কৈশিক চাপ হ্রাস এবং শক্ত জমাট গঠনে বাধা
ভেজা পাউডারের শুকানোর প্রক্রিয়া চলাকালীন, তরলের বাষ্পীভবন কণাগুলির মধ্যে কৈশিক নেতিবাচক চাপ তৈরি করে, যার ফলে তারা একসাথে জমাট বাঁধে এবং শক্ত জমাট তৈরি করে। সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি কণার পৃষ্ঠে শোষণ করার পরে, তারা কঠিন-তরল আন্তঃমুখের টান কমাতে পারে, যার ফলে কৈশিক চাপ প্রায় 10⁴ পা থেকে 10³ পা এর ক্রম পর্যন্ত হ্রাস পায়, কার্যকরভাবে কৈশিক সংকোচনের ফলে সৃষ্ট কণার সমষ্টি হ্রাস করে।
স্টেরিক বাধা আন্তঃকণা রাসায়নিক বন্ধনে বাধা দেয়।
সার্ফ্যাক্ট্যান্টের দীর্ঘ-শৃঙ্খল আণবিক কাঠামো কণার পৃষ্ঠে একটি স্টেরিক বাধা তৈরি করে, হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনে বাধা দেয় এবং কণার মধ্যে হাইড্রোক্সিল গ্রুপগুলিকে সেতুবন্ধন করে, যার ফলে অপরিবর্তনীয় সমষ্টি হ্রাস পায়। পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে সার্ফ্যাক্ট্যান্ট যোগ করলে শুকানোর সময় মোট কণার সংখ্যা 99.9% থেকে 30% এর নিচে নেমে আসতে পারে, যা ইঙ্গিত করে যে কণার সমষ্টি উল্লেখযোগ্যভাবে দমন করা হয়েছে।
