টাইল আঠায় সেলুলোজ ইথার

১ ভূমিকা

সিমেন্ট-ভিত্তিক টাইল আঠা বর্তমানে বিশেষ শুষ্ক-মিশ্রিত মর্টারের সর্বাধিক ব্যবহৃত একটি উপাদান। এটি প্রধান সিমেন্টজাতীয় উপাদান হিসেবে সিমেন্ট দিয়ে তৈরি এবং এর সাথে গ্রেডেড অ্যাগ্রিগেট, পানি-ধারণকারী উপাদান, দ্রুত শক্তি বৃদ্ধিকারী উপাদান, ল্যাটেক্স পাউডার এবং অন্যান্য জৈব বা অজৈব সংযোজনীর মিশ্রণ মেশানো হয়। সাধারণত, ব্যবহারের সময় এটি শুধু পানির সাথে মেশালেই চলে। সাধারণ সিমেন্ট মর্টারের তুলনায়, এটি বাইরের দেয়াল এবং নিচের স্তরের উপাদানের মধ্যে বন্ধন শক্তিকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে এবং এর ভালো পিছলে যাওয়া প্রতিরোধ ক্ষমতা ও চমৎকার পানি ও জল প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। এটি প্রধানত ভবনের ভেতরের ও বাইরের দেয়ালের টাইলস, মেঝের টাইলস ইত্যাদির মতো আলংকারিক উপাদান লাগানোর জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি ভবনের ভেতরের ও বাইরের দেয়াল, মেঝে, বাথরুম, রান্নাঘর এবং অন্যান্য সাজসজ্জার জায়গায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এটি বর্তমানে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত টাইলস লাগানোর উপাদান।

সাধারণত যখন আমরা একটি টাইল আঠার কার্যকারিতা বিচার করি, তখন আমরা কেবল এর কার্যক্ষমতা এবং পিছলে যাওয়া রোধ করার ক্ষমতার দিকেই মনোযোগ দিই না, বরং এর যান্ত্রিক শক্তি এবং খোলার সময়ের দিকেও নজর রাখি। টাইল আঠার মধ্যে থাকা সেলুলোজ ইথার কেবল পোর্সেলিন আঠার মসৃণ কার্যকারিতা, আটকে যাওয়ার ক্ষমতা ইত্যাদির মতো প্রবাহগত বৈশিষ্ট্যকেই প্রভাবিত করে না, বরং এটি টাইল আঠার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপরও একটি শক্তিশালী প্রভাব ফেলে।

২. টাইল আঠার খোলার সময়ের উপর প্রভাব

যখন ভেজা মর্টারে রাবার পাউডার এবং সেলুলোজ ইথার সহাবস্থান করে, তখন কিছু ডেটা মডেল দেখায় যে সিমেন্ট হাইড্রেশন উৎপাদের সাথে সংযুক্ত হওয়ার জন্য রাবার পাউডারের গতিশক্তি বেশি থাকে এবং সেলুলোজ ইথার আন্তঃস্থায়ী তরলে বেশি পরিমাণে থাকে, যা মর্টারের সান্দ্রতা এবং জমাট বাঁধার সময়কে বেশি প্রভাবিত করে। সেলুলোজ ইথারের পৃষ্ঠটান রাবার পাউডারের চেয়ে বেশি, এবং মর্টারের সংযোগস্থলে সেলুলোজ ইথারের অধিক উপস্থিতি ভিত্তি পৃষ্ঠ এবং সেলুলোজ ইথারের মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনে সহায়ক হয়।

ভেজা মর্টারে থাকা জল বাষ্পীভূত হয় এবং এর উপরিভাগে সেলুলোজ ইথার জমা হয়। ৫ মিনিটের মধ্যে মর্টারের উপরিভাগে একটি পাতলা স্তর তৈরি হয়, যা পরবর্তী বাষ্পীভবনের হার কমিয়ে দেয়। যেহেতু পুরু মর্টার থেকে বেশি জল অপসারিত হয়, তার একটি অংশ পাতলা মর্টারের স্তরে চলে আসে এবং শুরুতে তৈরি হওয়া স্তরটি আংশিকভাবে দ্রবীভূত হয়ে যায়, তাই জলের এই স্থানান্তর মর্টারের উপরিভাগে আরও বেশি সেলুলোজ ইথার জমা হতে সাহায্য করে।

অতএব, মর্টারের পৃষ্ঠে সেলুলোজ ইথারের স্তর গঠন মর্টারের কার্যকারিতার উপর ব্যাপক প্রভাব ফেলে। ১) গঠিত স্তরটি খুব পাতলা হলে তা দুইবার দ্রবীভূত হয়ে যায়, যা পানির বাষ্পীভবন রোধ করতে পারে না এবং এর শক্তি কমিয়ে দেয়। ২) গঠিত স্তরটি খুব পুরু হলে, মর্টারের ফাঁকা স্থানের তরলে সেলুলোজ ইথারের ঘনত্ব বেশি থাকে এবং এর সান্দ্রতাও বেশি হয়, ফলে টাইলস লাগানোর সময় পৃষ্ঠের স্তরটি ভাঙা সহজ হয় না। এতে দেখা যায় যে, সেলুলোজ ইথারের স্তর গঠনের বৈশিষ্ট্য ওপেন টাইমের উপর একটি বড় প্রভাব ফেলে। সেলুলোজ ইথারের ধরন (HPMC, HEMC, MC, ইত্যাদি) এবং ইথারিফিকেশনের মাত্রা (প্রতিস্থাপনের মাত্রা) সরাসরি সেলুলোজ ইথারের স্তর গঠনের বৈশিষ্ট্য এবং স্তরের কাঠিন্য ও দৃঢ়তাকে প্রভাবিত করে।

৩. টানার শক্তির উপর প্রভাব

মর্টারে উপরে উল্লিখিত উপকারী বৈশিষ্ট্যগুলো প্রদানের পাশাপাশি, সেলুলোজ ইথার সিমেন্টের হাইড্রেশন প্রক্রিয়াকেও বিলম্বিত করে। এই বিলম্বকারী প্রভাবটি মূলত হাইড্রেশনরত সিমেন্ট সিস্টেমের বিভিন্ন খনিজ দশায় সেলুলোজ ইথার অণুর অধিশোষণের কারণে ঘটে থাকে। তবে সাধারণভাবে, এই বিষয়ে ঐকমত্য রয়েছে যে সেলুলোজ ইথার অণুগুলো প্রধানত পানিজাতীয় পদার্থ যেমন CSH এবং ক্যালসিয়াম হাইড্রোক্সাইডের উপর অধিশোষিত হয়। এই রাসায়নিক পদার্থগুলোর ক্ষেত্রে, এটি ক্লিঙ্কারের মূল খনিজ দশায় খুব কমই অধিশোষিত হয়। এছাড়াও, সেলুলোজ ইথার ছিদ্রস্থ দ্রবণের সান্দ্রতা বৃদ্ধির কারণে ছিদ্রস্থ দ্রবণে থাকা আয়নসমূহের (Ca2+, SO42-, …) সচলতা হ্রাস করে, যার ফলে হাইড্রেশন প্রক্রিয়াটি আরও বিলম্বিত হয়।

সান্দ্রতা আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার, যা সেলুলোজ ইথারের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যকে প্রকাশ করে। উপরে যেমন উল্লেখ করা হয়েছে, সান্দ্রতা প্রধানত জল ধারণ ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে এবং তাজা মর্টারের কার্যক্ষমতার উপরও এর একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে। তবে, পরীক্ষামূলক গবেষণায় দেখা গেছে যে সেলুলোজ ইথারের সান্দ্রতার সিমেন্ট হাইড্রেশন গতিবিদ্যার উপর প্রায় কোনো প্রভাব নেই। হাইড্রেশনের উপর আণবিক ওজনের প্রভাব সামান্য, এবং বিভিন্ন আণবিক ওজনের মধ্যে সর্বোচ্চ পার্থক্য মাত্র ১০ মিনিট। সুতরাং, সিমেন্ট হাইড্রেশন নিয়ন্ত্রণের জন্য আণবিক ওজন একটি মূল প্যারামিটার নয়।

সেলুলোজ ইথারের মন্দন এর রাসায়নিক কাঠামোর উপর নির্ভর করে, এবং সাধারণ প্রবণতা থেকে এই সিদ্ধান্তে আসা যায় যে, MHEC-এর ক্ষেত্রে মিথাইলেশনের মাত্রা যত বেশি হয়, সেলুলোজ ইথারের মন্দন প্রভাব তত কম হয়। এছাড়াও, হাইড্রোফিলিক প্রতিস্থাপনের (যেমন HEC-তে প্রতিস্থাপন) মন্দন প্রভাব হাইড্রোফোবিক প্রতিস্থাপনের (যেমন MH, MHEC, MHPC-তে প্রতিস্থাপন) চেয়ে বেশি শক্তিশালী। সেলুলোজ ইথারের মন্দন প্রভাব প্রধানত দুটি প্যারামিটার দ্বারা প্রভাবিত হয়: প্রতিস্থাপক গ্রুপগুলির প্রকার এবং পরিমাণ।

আমাদের পদ্ধতিগত পরীক্ষা-নিরীক্ষায় আরও দেখা গেছে যে, টাইল আঠার যান্ত্রিক শক্তির ক্ষেত্রে প্রতিস্থাপকগুলির পরিমাণ একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। আমরা টাইল আঠায় বিভিন্ন মাত্রার প্রতিস্থাপনসহ HPMC-এর কার্যকারিতা মূল্যায়ন করেছি এবং বিভিন্ন কিউরিং অবস্থায় ভিন্ন ভিন্ন গ্রুপযুক্ত সেলুলোজ ইথারের প্রভাব পরীক্ষা করেছি।

পরীক্ষায়, আমরা HPMC বিবেচনা করি, যা একটি যৌগিক ইথার, তাই আমাদের দুটি চিত্রকে একসাথে মেলাতে হবে। HPMC-এর ক্ষেত্রে, এর জল দ্রবণীয়তা এবং আলো সঞ্চালন নিশ্চিত করার জন্য একটি নির্দিষ্ট মাত্রার শোষণ প্রয়োজন। আমরা জানি যে প্রতিস্থাপকগুলির পরিমাণ HPMC-এর জেল তাপমাত্রাও নির্ধারণ করে, যা আবার HPMC-এর ব্যবহারের পরিবেশও নির্ধারণ করে। এইভাবে, HPMC-এর যে গ্রুপ কন্টেন্ট সাধারণত প্রযোজ্য, তাও একটি পরিসরের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে। এই পরিসরের মধ্যে, সর্বোত্তম ফল অর্জনের জন্য কীভাবে মেথক্সি এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপক্সি একত্রিত করা যায়, সেটাই আমাদের গবেষণার বিষয়। চিত্র ২ দেখায় যে একটি নির্দিষ্ট পরিসরের মধ্যে, মেথক্সিল গ্রুপের পরিমাণ বৃদ্ধি পুল-আউট শক্তির নিম্নমুখী প্রবণতার দিকে নিয়ে যাবে, যেখানে হাইড্রোক্সিপ্রোপক্সিল গ্রুপের পরিমাণ বৃদ্ধি পুল-আউট শক্তির বৃদ্ধির দিকে নিয়ে যাবে। খোলার সময়ের ক্ষেত্রেও একই রকম প্রভাব দেখা যায়।

ওপেন টাইম অবস্থায় যান্ত্রিক শক্তির পরিবর্তনের প্রবণতা স্বাভাবিক তাপমাত্রার অবস্থার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। উচ্চ মিথোক্সিল (DS) এবং নিম্ন হাইড্রোক্সিপ্রোপোক্সিল (MS) যুক্ত HPMC-এর ফিল্মের দৃঢ়তা ভালো, কিন্তু এটি বিপরীতভাবে ভেজা মর্টারের উপাদান ভেজানোর বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করবে।