শুষ্ক-মিশ্রিত মর্টারের জন্য সেলুলোজ ইথার দ্রবণের সান্দ্রতা পরীক্ষা পদ্ধতির উপর আলোচনা

সেলুলোজ ইথার হলো একটি পলিমার যৌগ যা প্রাকৃতিক সেলুলোজ থেকে ইথারিফিকেশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সংশ্লেষিত হয় এবং এটি একটি চমৎকার ঘনকারক ও জল ধারণকারী পদার্থ।

গবেষণার পটভূমি

সাম্প্রতিক বছরগুলোতে শুষ্ক-মিশ্রিত মর্টারে সেলুলোজ ইথার ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে। এর মধ্যে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় কিছু নন-আয়নিক সেলুলোজ ইথার, যেমন—মিথাইল সেলুলোজ ইথার (MC), হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ইথার (HEC), হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ইথার মিথাইল সেলুলোজ ইথার (HEMC) এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার (HPMC)। বর্তমানে, সেলুলোজ ইথার দ্রবণের সান্দ্রতা পরিমাপ পদ্ধতির উপর খুব বেশি গবেষণাপত্র নেই। আমাদের দেশে, কেবল কয়েকটি স্ট্যান্ডার্ড এবং মনোগ্রাফে সেলুলোজ ইথার দ্রবণের সান্দ্রতা পরীক্ষার পদ্ধতি নির্দিষ্ট করা আছে।

সেলুলোজ ইথার দ্রবণ তৈরির পদ্ধতি

মিথাইল সেলুলোজ ইথার দ্রবণের প্রস্তুতি

মিথাইল সেলুলোজ ইথার বলতে সেইসব সেলুলোজ ইথারকে বোঝায় যেগুলির অণুতে মিথাইল গ্রুপ থাকে, যেমন MC, HEMC এবং HPMC। মিথাইল গ্রুপের হাইড্রোফোবিসিটির কারণে, মিথাইল গ্রুপযুক্ত সেলুলোজ ইথার দ্রবণগুলির তাপীয় জেল তৈরির বৈশিষ্ট্য থাকে, অর্থাৎ, এগুলি তাদের জেল তৈরির তাপমাত্রার (প্রায় ৬০-৮০°C) চেয়ে বেশি তাপমাত্রার গরম জলে অদ্রবণীয় থাকে। সেলুলোজ ইথার দ্রবণ যাতে দলা পাকিয়ে না যায়, সেজন্য জলকে তার জেল তৈরির তাপমাত্রার (প্রায় ৮০-৯০°C) উপরে গরম করতে হয়, তারপর গরম জলে সেলুলোজ ইথারের গুঁড়ো যোগ করে নেড়ে মিশিয়ে দিতে হয়, এবং নাড়তে নাড়তে নির্ধারিত তাপমাত্রায় ঠান্ডা করতে হয়। এভাবে একটি সমসত্ত্ব সেলুলোজ ইথার দ্রবণ প্রস্তুত করা যায়।

পৃষ্ঠতল-চিকিৎসাবিহীন মিথাইলসেলুলোজ-যুক্ত ইথারের দ্রবণীয়তার বৈশিষ্ট্য

দ্রবীভূত হওয়ার প্রক্রিয়ার সময় সেলুলোজ ইথারের জমাট বাঁধা এড়ানোর জন্য, প্রস্তুতকারকেরা কখনও কখনও গুঁড়ো সেলুলোজ ইথার পণ্যের উপর রাসায়নিক পৃষ্ঠতল প্রক্রিয়াকরণ করে এর দ্রবণকে বিলম্বিত করে। এর দ্রবীভূত হওয়ার প্রক্রিয়াটি ঘটে সেলুলোজ ইথার সম্পূর্ণরূপে বিচ্ছুরিত হওয়ার পরে, তাই এটি জমাট না বেঁধেই সরাসরি নিরপেক্ষ pH মানের ঠান্ডা জলে বিচ্ছুরিত হতে পারে। দ্রবণের pH মান যত বেশি হবে, বিলম্বিত দ্রবণ বৈশিষ্ট্যযুক্ত সেলুলোজ ইথারের দ্রবীভূত হওয়ার সময় তত কম হবে। দ্রবণের pH মান একটি উচ্চতর মানে সামঞ্জস্য করুন। ক্ষারীয়তা সেলুলোজ ইথারের বিলম্বিত দ্রবণীয়তা নষ্ট করে দেবে, যার ফলে দ্রবীভূত হওয়ার সময় সেলুলোজ ইথার জমাট বাঁধবে। অতএব, সেলুলোজ ইথার সম্পূর্ণরূপে বিচ্ছুরিত হওয়ার পরে দ্রবণের pH মান বাড়ানো বা কমানো উচিত।

পৃষ্ঠতল-প্রক্রিয়াজাত মিথাইলসেলুলোজ-যুক্ত ইথারের দ্রবণীয়তার বৈশিষ্ট্য

হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ইথার দ্রবণের প্রস্তুতি

হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ইথার (HEC) দ্রবণের তাপীয় জেলীভবনের বৈশিষ্ট্য নেই, তাই পৃষ্ঠতলীয় প্রক্রিয়াকরণ ছাড়া HEC-ও গরম জলে দলা পাকিয়ে যায়। প্রস্তুতকারকেরা সাধারণত গুঁড়ো HEC-এর দ্রবীভূত হওয়া বিলম্বিত করার জন্য এর উপর রাসায়নিক পৃষ্ঠতলীয় প্রক্রিয়াকরণ করে থাকেন, যাতে এটি দলা না পাকিয়ে সরাসরি নিরপেক্ষ pH মানের ঠান্ডা জলে ছড়িয়ে পড়তে পারে। একইভাবে, উচ্চ ক্ষারীয় দ্রবণেও দ্রবণীয়তা হ্রাসে বিলম্বের কারণে HEC দলা পাকিয়ে যেতে পারে। যেহেতু হাইড্রেশনের পর সিমেন্ট স্লারি ক্ষারীয় হয়ে যায় এবং দ্রবণের pH মান ১২ থেকে ১৩-এর মধ্যে থাকে, তাই সিমেন্ট স্লারিতে পৃষ্ঠতলীয় প্রক্রিয়াকরণ করা সেলুলোজ ইথারের দ্রবীভূত হওয়ার হারও খুব দ্রুত হয়।

পৃষ্ঠতল-চিকিৎসাকৃত HEC-এর দ্রবণীয়তার বৈশিষ্ট্য

উপসংহার এবং বিশ্লেষণ

১. বিচ্ছুরণ প্রক্রিয়া

পৃষ্ঠতল শোধনকারী পদার্থগুলোর ধীর দ্রবীভূত হওয়ার কারণে পরীক্ষার সময়ের উপর বিরূপ প্রভাব এড়ানোর জন্য, প্রস্তুতির কাজে গরম জল ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয়।

২. শীতলীকরণ প্রক্রিয়া

দীর্ঘ পরীক্ষার সময় প্রয়োজন হয় এমন শীতলীকরণের হার কমাতে সেলুলোজ ইথার দ্রবণকে নাড়িয়ে পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় ঠান্ডা করা উচিত।

৩. নাড়াচাড়া করার প্রক্রিয়া

গরম জলে সেলুলোজ ইথার যোগ করার পর অবশ্যই নাড়তে থাকুন। যখন জলের তাপমাত্রা জেলের তাপমাত্রার নিচে নেমে আসবে, তখন সেলুলোজ ইথার দ্রবীভূত হতে শুরু করবে এবং দ্রবণটি ধীরে ধীরে ঘন হয়ে আসবে। এই সময়ে নাড়ার গতি কমিয়ে দিতে হবে। দ্রবণটি একটি নির্দিষ্ট সান্দ্রতায় পৌঁছানোর পর, এটিকে ১০ ঘণ্টার বেশি সময় ধরে স্থির রাখতে হবে, এরপর বুদবুদগুলো ধীরে ধীরে জলের উপরে ভেসে উঠে ফেটে গিয়ে অদৃশ্য হয়ে যাবে।

সেলুলোজ ইথার দ্রবণে বায়ু বুদবুদ

৪. জলীয়করণ প্রক্রিয়া

সেলুলোজ ইথার ও পানির পরিমাণ সঠিকভাবে পরিমাপ করা উচিত এবং দ্রবণটির সান্দ্রতা বেড়ে যাওয়ার আগে পানি পুনরায় যোগ করার জন্য অপেক্ষা না করার চেষ্টা করুন।

৫. সান্দ্রতা পরীক্ষা

সেলুলোজ ইথার দ্রবণের থিক্সোট্রপির কারণে, এর সান্দ্রতা পরীক্ষা করার সময়, ঘূর্ণনশীল ভিসকোমিটারের রোটরটি দ্রবণে প্রবেশ করালে তা দ্রবণকে আলোড়িত করে এবং পরিমাপের ফলাফলকে প্রভাবিত করে। তাই, রোটরটি দ্রবণে প্রবেশ করানোর পর পরীক্ষা করার আগে এটিকে ৫ মিনিট স্থির থাকতে দেওয়া উচিত।