પૃષ્ઠસક્રિય કર્તા (પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થ) (surface active agent or surfactant)

પૃષ્ઠસક્રિય કર્તા (પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થ) (surface active agent or surfactant) : પ્રવાહીમાં થોડા પ્રમાણમાં ઉમેરવાથી તેનું પૃષ્ઠતાણ (surface tension) ઘટાડી, પ્રવાહીના વિસ્તરણ (spreading) અથવા આર્દ્રક (wetting) ગુણધર્મો વધારવા માટે વપરાતો [પ્રક્ષાલક (detergent) જેવો] પદાર્થ. આવા પદાર્થો ઘન અથવા પ્રવાહી સપાટીઓની પૃષ્ઠઊર્જા(surface energy)માં મોટો ફેરફાર કરે છે. આ ફેરફાર કરવાની તેમની ક્ષમતા બે પ્રાવસ્થા આગળના આંતરપૃષ્ઠ (interface) તરફ જવાની તેમની વૃત્તિને આભારી છે. આથી જ્યાં જ્યાં ઘન-ઘન, ઘન-પ્રવાહી, ઘન-વાયુ, પ્રવાહી-પ્રવાહી અને પ્રવાહી-વાયુ આંતરપૃષ્ઠો રચાતાં હોય ત્યાં પૃષ્ઠસક્રિય કર્તાનું મહત્ત્વ વધી જાય છે. ખાસ કરીને પ્રવાહી-વાયુ આંતરપૃષ્ઠના કિસ્સામાં પૃષ્ઠસક્રિય કર્તા દ્રાવ્ય હોય છે. તેના લીધે દ્રાવણના ગુણધર્મો દ્રાવક કરતાં ઘણા જુદા પડે છે; ઉ. ત., સાબુનું થોડા પાણીમાં દ્રાવણ બનાવવામાં આવે ત્યારે તેનું પૃષ્ઠતાણ ખૂબ ઘટી જાય છે. સાબુના આ ગુણના લીધે જ તે સ્વચ્છક તરીકે વપરાય છે. આથી ઊલટું પાણીમાં મીઠા જેવા અકાર્બનિક ક્ષારો, તેજાબ કે બેઝનું દ્રાવણ બનાવવામાં આવે તો પાણીના પૃષ્ઠતાણમાં વધારો થાય છે. જોકે આ વધારો બહુ મોટો હોતો નથી.

ઊંજણ (lubrication), આર્દ્રણ, ફીણીકરણ (foaming), પાયસીકરણ (emulsification), અપમાર્જન (detergency), જલાપકર્ષણ (water repellance), જલસહ્યતા (waterproofing), વિસ્તરણ (spreading) અને પરિક્ષેપણ (dispersion) જેવી પ્રક્રિયાઓમાં પૃષ્ઠસક્રિય કર્તાની અગત્ય તેમની જરૂરિયાતને કારણે દેખાઈ આવે છે; ઉ. ત., ઊંજણમાં, હાઇડ્રોકાર્બન તેલનું તૈલીપણું (oiliness), પૃષ્ઠસક્રિય કર્તાના ઉમેરવાથી વધે છે. ઘનપદાર્થની બે સપાટીઓ વચ્ચેની જગ્યામાં પ્રવાહીનું પાતળું પડ જળવાઈ રહે તો ઊંજણ થાય છે. પ્રવાહી પિલાઈને બહાર સરી જવું ન જોઈએ. આવી ક્રિયા સામેનો અવરોધ પ્રવાહીની શ્યાનતા (viscosity) અને ઘનપદાર્થને ભીંજવવાની તેની ક્ષમતા પરથી નક્કી થાય છે. ખનિજ હાઇડ્રોકાર્બન તેલમાં સ્નેહલ અમ્લ (fatty acid), સ્નેહલ તેલ (fatty oil), ધાત્વિક સાબુ, ઍરોમેટિક તથા એલિફેટિક હાઇડ્રોકાર્બનનાં વિવિધ વ્યુત્પન્નો ઉમેરવાથી ઊંજણનો ગુણ વધે છે. આ ઉમેરણો (additives) સાચા અર્થમાં પૃષ્ઠસક્રિય કર્તા છે.

પૃષ્ઠસક્રિય કર્તા જે કારણે ઘન અને પ્રવાહીની પૃષ્ઠઊર્જામાં ફેરફાર કરે છે તે તેના અણુઓ અથવા આયનોની ઉભયગુણી પ્રકૃતિને આભારી છે. તેના એક જ અણુમાં દ્રાવકનો અનુલક્ષીને દ્રવરાગી (lyo-philic) સમૂહ હોય છે અને તેમાં જ યોગ્ય અંતરે દ્રવવિરોધી (lyo-phobic) સમૂહ હોય છે. આમ પૃષ્ઠસક્રિય કર્તા ઉભયગુણી હોય છે.

પૃષ્ઠસક્રિય કારકોના ત્રણ વર્ગ છે : પ્રક્ષાલકો, આર્દ્રકો અને પાયસીકારકો. ત્રણેયમાં મૂળ રાસાયણિક કાર્યવિધિ સરખી છે; પણ તેઓ પદાર્થની સપાટીની પ્રકૃતિની દૃષ્ટિએ અલગ પડે છે. તેમનામાં આવેલા સમૂહની દૃષ્ટિએ પણ પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થોના ત્રણ વિભાગ પાડી શકાય છે : ઋણાયની (anionic), ધનાયનિક (cationic) અને અનાયનિક (nonionic). ઋણાયની પ્રકારમાં સોડિયમ ઑલિયેટ જેવા પદાર્થોમાં આવેલા કાર્બૉક્સિલેટ આયનોનો સમાવેશ થાય છે. આ સમૂહ જલવિરાગી (hydrophobic) સમૂહ સાથે સીધો જોડાયેલો હોઈ શકે અથવા વચ્ચે એસ્ટર, એમાઇડ કે સલ્ફૉનિક કડી (linkage) હોઈ શકે. સલ્ફ્યુરિક અને સલ્ફૉનિક ઍસિડમાંથી ઘણા આવા પદાર્થો મેળવવામાં આવે છે. તેમાં જલવિરાગી એલિફેટિક કે ઍરોમેટિક સમૂહો સમાયેલા હોય છે. ધનાયનિક પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો પ્રાથમિક, દ્વિતીયક કે તૃતીયક પ્રકારના એમાઇન લવણમાંના એમાઇનો સમૂહમાંથી મેળવવામાં આવે છે. તેમનું જલવિરાગી લક્ષણ વિવિધ ધ્રુવીયતાવાળા વિસ્થાપક સમૂહો ધરાવતા એલિફેટિક કે ઍરોમેટિક સમૂહો દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. અનાયનિક પૃષ્ઠસક્રિય કારકો કાર્બનિક પદાર્થો હોય છે, જેમાં વિવિધ ધ્રુવીયતાવાળા સમૂહો હોય છે અને તે અણુના અમુક ભાગને જલરાગી તો અન્ય ભાગને જલવિરાગી બનાવે છે. આવા પદાર્થોમાં પૉલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ, પૉલિવિનાઇલ આલ્કોહૉલ, પૉલિઇથર, પૉલિયેસ્ટર અને પૉલિહેલાઇડનો સમાવેશ થાય છે. આ જ વર્ગમાં કલિલી ગ્રૅફાઇટ, ચૂર્ણિત (powdered) ધાતુઓ, માટી (clays), બૃહદણુઓ (macromolecules) અને બહુલકો જેવા પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે.

વિહારી છાયા

જગદીશ જ. ત્રિવેદી