উচ্চ পলিমারাইজেশন মাত্রার পলিভিনাইল ক্লোরাইড উৎপাদনে দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের প্রয়োগ

সারসংক্ষেপ: গার্হস্থ্য প্রয়োগহাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজউচ্চ পলিমারাইজেশন ডিগ্রি সম্পন্ন পিভিসি উৎপাদনে আমদানিকৃতটির পরিবর্তে দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ব্যবহারের প্রচলন করা হয়েছে। উচ্চ পলিমারাইজেশন ডিগ্রি সম্পন্ন পিভিসি-র বৈশিষ্ট্যের উপর দুই ধরনের হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের প্রভাব অনুসন্ধান করা হয়েছে। ফলাফল থেকে দেখা গেছে যে, আমদানিকৃতটির পরিবর্তে দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ব্যবহার করা সম্ভব।

উচ্চ-পলিমারাইজেশন-মাত্রার পিভিসি রেজিন বলতে সেইসব পিভিসি রেজিনকে বোঝায় যাদের গড় পলিমারাইজেশন মাত্রা 1,700-এর বেশি অথবা যাদের অণুগুলির মধ্যে সামান্য ক্রস-লিঙ্কযুক্ত কাঠামো রয়েছে, যার মধ্যে সবচেয়ে সাধারণ হল গড় পলিমারাইজেশন মাত্রা 2,500 [1]। সাধারণ পিভিসি রেজিনের তুলনায়, উচ্চ-পলিমারাইজেশন পিভিসি রেজিনের উচ্চ স্থিতিস্থাপকতা, কম সংকোচন সেট, ভাল তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা, বার্ধক্য প্রতিরোধ ক্ষমতা, ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। এটি একটি আদর্শ রাবার বিকল্প এবং অটোমোবাইল সিলিং স্ট্রিপ, তার এবং কেবল, মেডিকেল ক্যাথেটার ইত্যাদিতে ব্যবহার করা যেতে পারে [2]।

উচ্চ পলিমারাইজেশন মাত্রা সহ পিভিসি উৎপাদনের পদ্ধতি প্রধানত সাসপেনশন পলিমারাইজেশন [3-4]। সাসপেনশন পদ্ধতিতে উৎপাদনে, ডিসপারসেন্ট একটি গুরুত্বপূর্ণ সহায়ক উপাদান, এবং এর প্রকার ও পরিমাণ উৎপাদিত পিভিসি রেজিনের কণার আকৃতি, কণার আকার বন্টন এবং প্লাস্টিসাইজার শোষণের উপর সরাসরি প্রভাব ফেলে। সাধারণত ব্যবহৃত ডিসপারশন সিস্টেমগুলি হল পলিভিনাইল অ্যালকোহল সিস্টেম এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ এবং পলিভিনাইল অ্যালকোহল যৌগিক ডিসপারশন সিস্টেম, এবং দেশীয় নির্মাতারা বেশিরভাগ ক্ষেত্রে পরেরটি ব্যবহার করে [5]।

১. প্রধান কাঁচামাল এবং স্পেসিফিকেশন

পরীক্ষায় ব্যবহৃত প্রধান কাঁচামাল ও তার বিবরণ সারণি ১-এ দেখানো হয়েছে। সারণি ১ থেকে দেখা যায় যে, এই গবেষণাপত্রে নির্বাচিত দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ আমদানিকৃত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা এই গবেষণাপত্রে প্রতিস্থাপন পরীক্ষার জন্য একটি পূর্বশর্ত পূরণ করে।

২ পরীক্ষার বিষয়বস্তু

২.১ হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ দ্রবণ প্রস্তুতকরণ

একটি পাত্রে নির্দিষ্ট পরিমাণ বিশুদ্ধ পানি নিয়ে ৭০° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় গরম করুন এবং ক্রমাগত নাড়তে নাড়তে ধীরে ধীরে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ যোগ করুন। সেলুলোজটি প্রথমে পানির উপর ভেসে ওঠে এবং তারপর ধীরে ধীরে ছড়িয়ে পড়ে যতক্ষণ না এটি ভালোভাবে মিশে যায়। দ্রবণটিকে নির্দিষ্ট আয়তন পর্যন্ত ঠান্ডা করুন।

সারণি ১ প্রধান কাঁচামাল এবং তাদের বিবরণ

২.২ পরীক্ষার পদ্ধতি

একটি ১০ লিটার ছোট পরীক্ষামূলক ডিভাইসে, ছোট পরীক্ষার মৌলিক সূত্র নির্ধারণের জন্য আমদানিকৃত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ ব্যবহার করে বেঞ্চমার্ক পরীক্ষা চালানো হয়; পরীক্ষার জন্য আমদানিকৃত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের পরিবর্তে দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ ব্যবহার করা হয়; দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের প্রতিস্থাপনযোগ্যতা অধ্যয়নের জন্য বিভিন্ন হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ দ্বারা উৎপাদিত পিভিসি রেজিন পণ্যগুলির তুলনা করা হয়। ছোট পরীক্ষার ফলাফল অনুযায়ী, উৎপাদন পরীক্ষা চালানো হয়।

২. ৩ পরীক্ষার ধাপসমূহ

বিক্রিয়ার আগে, পলিমারাইজেশন কেটলটি পরিষ্কার করুন, নীচের ভালভটি বন্ধ করুন, নির্দিষ্ট পরিমাণ লবণমুক্ত জল যোগ করুন এবং তারপরে ডিসপারসেন্ট যোগ করুন; কেটলের ঢাকনা বন্ধ করুন, নাইট্রোজেন চাপ পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হওয়ার পর ভ্যাকুয়াম করুন এবং তারপরে ভিনাইল ক্লোরাইড মনোমার যোগ করুন; ঠান্ডা অবস্থায় নাড়াচাড়া করার পর, ইনিশিয়েটর যোগ করুন; সঞ্চালনকারী জল ব্যবহার করে কেটলের তাপমাত্রা বিক্রিয়ার তাপমাত্রায় উন্নীত করুন এবং এই প্রক্রিয়া চলাকালীন বিক্রিয়া সিস্টেমের pH মান সামঞ্জস্য করার জন্য সময়মতো অ্যামোনিয়াম বাইকার্বোনেট দ্রবণ যোগ করুন; যখন বিক্রিয়ার চাপ ফর্মুলায় নির্দিষ্ট চাপে নেমে আসে, তখন একটি টার্মিনেটিং এজেন্ট এবং একটি ডিফোমিং এজেন্ট যোগ করুন এবং নিষ্কাশন করুন। পিভিসি রেজিনের তৈরি পণ্যটি সেন্ট্রিফিউগেশন এবং শুকানোর মাধ্যমে সংগ্রহ করা হয়েছিল এবং বিশ্লেষণের জন্য নমুনা নেওয়া হয়েছিল।

২. ৪ বিশ্লেষণ পদ্ধতি

এন্টারপ্রাইজ স্ট্যান্ডার্ড Q31/0116000823C002-2018-এর প্রাসঙ্গিক পরীক্ষা পদ্ধতি অনুসারে, ১০০ গ্রাম প্রস্তুতকৃত পিভিসি রেজিনের সান্দ্রতা সংখ্যা, আপাত ঘনত্ব, উদ্বায়ী পদার্থ (পানি সহ) এবং প্লাস্টিসাইজার শোষণ পরীক্ষা ও বিশ্লেষণ করা হয়েছিল; পিভিসি রেজিনের গড় কণার আকার পরীক্ষা করা হয়েছিল; একটি স্ক্যানিং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে পিভিসি রেজিন কণাগুলির গঠন পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল।

৩ ফলাফল ও আলোচনা

৩.১ ক্ষুদ্র-মাপের পলিমারাইজেশনে পিভিসি রেজিনের বিভিন্ন ব্যাচের গুণমানের তুলনামূলক বিশ্লেষণ

২. ৪-এ বর্ণিত পরীক্ষা পদ্ধতি অনুসারে, স্বল্প পরিমাণে উৎপাদিত পিভিসি রেজিনের প্রতিটি ব্যাচ পরীক্ষা করা হয়েছিল এবং ফলাফল সারণি ২-এ দেখানো হয়েছে।

সারণি ২: ছোট পরীক্ষার বিভিন্ন ব্যাচের ফলাফল

সারণি ২ থেকে দেখা যায় যে, ছোট আকারের পরীক্ষায় বিভিন্ন সেলুলোজ ব্যবহার করে প্রাপ্ত পিভিসি রেজিনের আপাত ঘনত্ব, সান্দ্রতা সংখ্যা এবং প্লাস্টিসাইজার শোষণ তুলনামূলকভাবে কাছাকাছি; তবে দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ফর্মুলা ব্যবহার করে প্রাপ্ত রেজিন পণ্যটির গড় কণার আকার সামান্য ছোট।

চিত্র ১-এ বিভিন্ন হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ব্যবহার করে প্রাপ্ত পিভিসি রেজিন পণ্যগুলির এসইএম চিত্র দেখানো হয়েছে।

(1)—আমদানিকৃত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ

(2)—দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ

চিত্র ১: বিভিন্ন হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের উপস্থিতিতে ১০-লিটার পলিমারাইজারে উৎপাদিত রেজিনের SEM চিত্র।

চিত্র ১ থেকে দেখা যায় যে, বিভিন্ন সেলুলোজ ডিসপারসেন্ট দ্বারা উৎপাদিত পিভিসি রেজিন কণাগুলোর পৃষ্ঠ কাঠামো তুলনামূলকভাবে একই রকম।

সারসংক্ষেপে দেখা যায় যে, এই গবেষণাপত্রে পরীক্ষিত দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ আমদানিকৃত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজকে প্রতিস্থাপন করার সম্ভাব্যতা রাখে।

৩.২ উৎপাদন পরীক্ষায় উচ্চ পলিমারাইজেশন মাত্রা সম্পন্ন পিভিসি রেজিনের গুণমানের তুলনামূলক বিশ্লেষণ

উৎপাদন পরীক্ষার উচ্চ ব্যয় এবং ঝুঁকির কারণে, ছোট পরীক্ষার সম্পূর্ণ প্রতিস্থাপন পরিকল্পনা সরাসরি প্রয়োগ করা যায় না। তাই, ফর্মুলায় দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের অনুপাত ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি করার পরিকল্পনা গ্রহণ করা হয়েছে। প্রতিটি ব্যাচের পরীক্ষার ফলাফল সারণি ৩-এ দেখানো হয়েছে।

সারণি ৩ বিভিন্ন উৎপাদন ব্যাচের পরীক্ষার ফলাফল

সারণি ৩ থেকে দেখা যায় যে, দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের ব্যবহার ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি করা হয়েছিল যতক্ষণ না দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের সমস্ত ব্যাচ আমদানিকৃত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজকে প্রতিস্থাপন করে। প্লাস্টিসাইজার শোষণ এবং আপাত ঘনত্বের মতো প্রধান সূচকগুলিতে উল্লেখযোগ্য কোনো ওঠানামা দেখা যায়নি, যা ইঙ্গিত করে যে এই গবেষণাপত্রে নির্বাচিত দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ উৎপাদনে আমদানিকৃত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজকে প্রতিস্থাপন করতে পারে।

৪ উপসংহার

গার্হস্থ্যের পরীক্ষাহাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজএকটি ১০ লিটারের ছোট পরীক্ষামূলক যন্ত্রে দেখা গেছে যে, এটি আমদানিকৃত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজকে প্রতিস্থাপন করার সম্ভাব্যতা রাখে; উৎপাদন প্রতিস্থাপন পরীক্ষার ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, পিভিসি রেজিন উৎপাদনে দেশীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ ব্যবহার করা হলে, উৎপাদিত পিভিসি রেজিন এবং আমদানিকৃত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের প্রধান গুণগত সূচকগুলোর মধ্যে কোনো উল্লেখযোগ্য পার্থক্য থাকে না। বর্তমানে, বাজারে দেশীয় সেলুলোজের দাম আমদানিকৃত সেলুলোজের চেয়ে কম। সুতরাং, উৎপাদনে দেশীয় সেলুলোজ ব্যবহার করা হলে, উৎপাদন সহায়ক উপকরণের খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে কমানো যেতে পারে।