হাইড্রোক্সিপ্রোপাইলমিথাইলসেলুলোজ

সংক্ষিপ্ত বিবরণ: একে এইচপিএমসি (HPMC) বলা হয়, যা সাদা বা হালকা সাদা রঙের আঁশযুক্ত বা দানাদার পাউডার। সেলুলোজ অনেক প্রকারের হয় এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, কিন্তু আমরা প্রধানত শুষ্ক পাউডার নির্মাণ সামগ্রী শিল্পের গ্রাহকদের সাথে কাজ করি। সবচেয়ে প্রচলিত সেলুলোজ হলো হাইপ্রোমেলোজ।

উৎপাদন প্রক্রিয়া: HPMC-এর প্রধান কাঁচামাল হলো পরিশোধিত তুলা, মিথাইল ক্লোরাইড, প্রোপিলিন অক্সাইড। অন্যান্য কাঁচামালের মধ্যে রয়েছে ফ্লেক অ্যালকালি, অ্যাসিড, টলুইন, আইসোপ্রোপানল ইত্যাদি। পরিশোধিত তুলার সেলুলোজকে ৩৫-৪০℃ তাপমাত্রায় আধা ঘণ্টা ধরে অ্যালকালি দ্রবণে ডুবিয়ে রাখা হয়, এরপর চাপ প্রয়োগ করে সেলুলোজকে গুঁড়ো করা হয় এবং ৩৫℃ তাপমাত্রায় যথাযথভাবে রেখে দেওয়া হয়, যাতে প্রাপ্ত অ্যালকালি ফাইবারের পলিমারাইজেশনের গড় মাত্রা প্রয়োজনীয় সীমার মধ্যে থাকে। অ্যালকালি ফাইবারগুলোকে ইথারিফিকেশন কেটলিতে রেখে পর্যায়ক্রমে প্রোপিলিন অক্সাইড এবং মিথাইল ক্লোরাইড যোগ করা হয় এবং প্রায় ১.৮ MPa সর্বোচ্চ চাপে ৫০-৮০ °C তাপমাত্রায় ৫ ঘণ্টা ধরে ইথারিফাই করা হয়। এরপর আয়তন বাড়ানোর জন্য ৯০ °C তাপমাত্রার গরম পানিতে উপযুক্ত পরিমাণে হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এবং অক্সালিক অ্যাসিড যোগ করে উপাদানটি ধুয়ে নেওয়া হয়। সেন্ট্রিফিউজের সাহায্যে পানিশূন্য করা হয়। নিরপেক্ষ না হওয়া পর্যন্ত ধৌত করুন, এবং যখন উপাদানের আর্দ্রতার পরিমাণ ৬০%-এর কম হবে, তখন ১৩০° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় গরম বাতাসের প্রবাহ দিয়ে এটিকে ৫%-এর নিচে শুকিয়ে নিন। কার্যকারিতা: জল ধারণ, ঘন করা, থিক্সোট্রপিক অ্যান্টি-স্যাগ, বায়ু-মিশ্রিত কার্যক্ষমতা, জমাট বাঁধা বিলম্বিত করা।

জল ধারণ ক্ষমতা: সেলুলোজ ইথারের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হলো এর জল ধারণ ক্ষমতা! পুটি জিপসাম মর্টার এবং অন্যান্য উপকরণ উৎপাদনে সেলুলোজ ইথারের প্রয়োগ অপরিহার্য। উচ্চ জল ধারণ ক্ষমতা সিমেন্টের ছাই এবং ক্যালসিয়াম জিপসামের সাথে সম্পূর্ণরূপে বিক্রিয়া করতে পারে (বিক্রিয়া যত বেশি হবে, শক্তি তত বেশি হবে)। একই পরিস্থিতিতে, সেলুলোজ ইথারের সান্দ্রতা যত বেশি হবে, এর জল ধারণ ক্ষমতা তত ভালো হবে (১০০,০০০ সান্দ্রতার উপরের ব্যবধান কমে আসে); এর পরিমাণ যত বেশি হবে, জল ধারণ ক্ষমতা তত ভালো হবে, সাধারণত অল্প পরিমাণ সেলুলোজ ইথার মর্টারের কার্যকারিতা ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে। জল ধারণের হার, যখন এর পরিমাণ একটি নির্দিষ্ট স্তরে পৌঁছায়, তখন জল ধারণের হার বৃদ্ধির প্রবণতা ধীর হয়ে যায়; পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা বাড়লে সেলুলোজ ইথারের জল ধারণের হার সাধারণত কমে যায়, তবে কিছু উচ্চ-জেল সেলুলোজ ইথার উচ্চ তাপমাত্রার পরিস্থিতিতেও ভালো কার্যকারিতা দেখায়। পানির অণু এবং সেলুলোজ ইথার আণবিক শৃঙ্খলের মধ্যে আন্তঃপ্রসারণের ফলে পানির অণুগুলো সেলুলোজ ইথার ম্যাক্রোআণবিক শৃঙ্খলের অভ্যন্তরে প্রবেশ করতে পারে এবং শক্তিশালী বন্ধন শক্তি লাভ করে, যার ফলে মুক্ত পানি তৈরি হয়, পানি আবদ্ধ হয় এবং সিমেন্ট স্লারির পানি ধারণ ক্ষমতা উন্নত হয়।

ঘনকারী, থিক্সোট্রপিক এবং ঝুলে পড়া-রোধী: ভেজা মর্টারে চমৎকার সান্দ্রতা প্রদান করে! এটি ভেজা মর্টার এবং ভিত্তি স্তরের মধ্যে আনুগত্য উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে এবং মর্টারের ঝুলে পড়া-রোধী কর্মক্ষমতা উন্নত করে। সেলুলোজ ইথারের ঘনকারী প্রভাব সদ্য মিশ্রিত উপাদানের বিচ্ছুরণ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং সমসত্ত্বতাও বৃদ্ধি করে, যা উপাদানের স্তরবিচ্ছিন্নতা, পৃথকীকরণ এবং ব্লিডিং প্রতিরোধ করে। সিমেন্ট-ভিত্তিক উপাদানের উপর সেলুলোজ ইথারের ঘনকারী প্রভাব সেলুলোজ ইথার দ্রবণের সান্দ্রতা থেকে আসে। একই পরিস্থিতিতে, সেলুলোজ ইথারের সান্দ্রতা যত বেশি হবে, পরিবর্তিত সিমেন্ট-ভিত্তিক উপাদানের সান্দ্রতা তত ভালো হবে, কিন্তু সান্দ্রতা খুব বেশি হলে তা উপাদানের প্রবাহযোগ্যতা এবং কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করবে (যেমন আঠালো ট্রোয়েল এবং ব্যাচ স্ক্র্যাপার ব্যবহার করা শ্রমসাধ্য হয়ে উঠবে)। সেলফ-লেভেলিং মর্টার এবং সেলফ-কমপ্যাক্টিং কংক্রিটের মতো উচ্চ প্রবাহযোগ্যতার জন্য কম সান্দ্রতার সেলুলোজ ইথার প্রয়োজন হয়। এছাড়াও, সেলুলোজ ইথারের ঘনকারী প্রভাব সিমেন্ট-ভিত্তিক উপাদানের পানির চাহিদা বাড়িয়ে দেবে এবং মর্টারের উৎপাদন বৃদ্ধি করবে। উচ্চ সান্দ্রতার সেলুলোজ ইথারের জলীয় দ্রবণের উচ্চ থিক্সোট্রপি রয়েছে, যা সেলুলোজ ইথারের একটি প্রধান বৈশিষ্ট্যও বটে। সেলুলোজের জলীয় দ্রবণগুলোর সাধারণত জেল তাপমাত্রার নিচে সিউডোপ্লাস্টিক, নন-থিক্সোট্রপিক প্রবাহ বৈশিষ্ট্য থাকে, কিন্তু কম শিয়ার হারে নিউটনীয় প্রবাহ বৈশিষ্ট্য দেখা যায়। সেলুলোজ ইথারের আণবিক ওজন বা ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে সিউডোপ্লাস্টিসিটি বৃদ্ধি পায়। তাপমাত্রা বাড়ালে কাঠামোগত জেল তৈরি হয় এবং উচ্চ থিক্সোট্রপিক প্রবাহ ঘটে। উচ্চ ঘনত্ব এবং কম সান্দ্রতার সেলুলোজ ইথারগুলো জেল তাপমাত্রার নিচেও থিক্সোট্রপি প্রদর্শন করে। এই বৈশিষ্ট্যটি বিল্ডিং মর্টারের সমতলকরণ এবং অবনমন সামঞ্জস্য করার জন্য অত্যন্ত উপকারী। এখানে উল্লেখ্য যে, সেলুলোজ ইথারের সান্দ্রতা যত বেশি হবে, এর জল ধারণ ক্ষমতা তত ভালো হবে, কিন্তু সান্দ্রতা যত বেশি হবে, সেলুলোজ ইথারের আপেক্ষিক আণবিক ওজনও তত বেশি হবে এবং এর দ্রবণীয়তাও আনুপাতিকভাবে হ্রাস পাবে, যা মর্টারের ঘনত্ব এবং কার্যক্ষমতার উপর নেতিবাচক প্রভাব ফেলে।

কারণ: সেলুলোজ ইথারের তাজা সিমেন্ট-ভিত্তিক উপাদানের উপর একটি সুস্পষ্ট বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাব রয়েছে। সেলুলোজ ইথারে একটি হাইড্রোফিলিক গ্রুপ (হাইড্রোক্সিল গ্রুপ, ইথার গ্রুপ) এবং একটি হাইড্রোফোবিক গ্রুপ (মিথাইল গ্রুপ, গ্লুকোজ রিং) উভয়ই রয়েছে, এটি একটি সারফ্যাক্ট্যান্ট, এর পৃষ্ঠীয় সক্রিয়তা রয়েছে এবং এর ফলে এটি বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাব ফেলে। সেলুলোজ ইথারের বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাব একটি "বল" প্রভাব তৈরি করে, যা সদ্য মিশ্রিত উপাদানের কার্যক্ষমতা উন্নত করতে পারে, যেমন কার্যকালীন সময়ে মর্টারের নমনীয়তা এবং মসৃণতা বৃদ্ধি করা, যা মর্টার বিছানোর জন্য উপকারী; এটি মর্টারের উৎপাদনও বৃদ্ধি করে, মর্টার উৎপাদনের খরচ কমায়; কিন্তু এটি জমাট বাঁধা উপাদানের ছিদ্রতা বাড়িয়ে দেয় এবং এর শক্তি ও স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্কের মতো যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য হ্রাস করে। একটি সারফ্যাক্ট্যান্ট হিসাবে, সেলুলোজ ইথারের সিমেন্ট কণার উপর একটি ভেজানো বা পিচ্ছিলকারক প্রভাবও রয়েছে, যা এর বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাবের সাথে মিলিত হয়ে সিমেন্ট-ভিত্তিক উপাদানের তরলতা বৃদ্ধি করে, কিন্তু এর ঘন করার প্রভাব তরলতা হ্রাস করে। প্রবাহের প্রভাব হলো প্লাস্টিকাইজিং এবং ঘন করার প্রভাবের একটি সংমিশ্রণ। যখন সেলুলোজ ইথারের পরিমাণ খুব কম থাকে, তখন এটি প্রধানত প্লাস্টিকাইজিং বা জল-হ্রাসকারী প্রভাব হিসাবে প্রকাশ পায়; যখন এর পরিমাণ বেশি হয়, তখন সেলুলোজ ইথারের ঘন করার প্রভাব দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং এর বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাব সম্পৃক্ত হওয়ার প্রবণতা দেখায়, ফলে কার্যক্ষমতা বৃদ্ধি পায়। ঘন করার প্রভাব বা জলের চাহিদা বৃদ্ধি পায়।

জমাট বাঁধা বিলম্বিতকরণ: সেলুলোজ ইথার সিমেন্টের হাইড্রেশন প্রক্রিয়াকে বিলম্বিত করতে পারে। সেলুলোজ ইথার মর্টারকে বিভিন্ন উপকারী বৈশিষ্ট্য প্রদান করে এবং সিমেন্টের প্রাথমিক হাইড্রেশন তাপ নির্গমন হ্রাস করে ও সিমেন্টের হাইড্রেশন গতিশীল প্রক্রিয়াকে বিলম্বিত করে। এটি ঠান্ডা অঞ্চলে মর্টার ব্যবহারের জন্য প্রতিকূল। এই বিলম্ব ঘটে CSH এবং ca(OH)2-এর মতো হাইড্রেশন উৎপাদসমূহের উপর সেলুলোজ ইথার অণুর অধিশোষণের কারণে। ছিদ্রস্থ দ্রবণের সান্দ্রতা বৃদ্ধির ফলে, সেলুলোজ ইথার দ্রবণে আয়নের গতিশীলতা হ্রাস করে, যার ফলে হাইড্রেশন প্রক্রিয়া বিলম্বিত হয়। মিনারেল জেল উপাদানে সেলুলোজ ইথারের ঘনত্ব যত বেশি হয়, হাইড্রেশন বিলম্বের প্রভাব তত বেশি স্পষ্ট হয়। সেলুলোজ ইথার কেবল জমাট বাঁধাই বিলম্বিত করে না, বরং সিমেন্ট মর্টার সিস্টেমের শক্ত হওয়ার প্রক্রিয়াকেও বিলম্বিত করে। সেলুলোজ ইথারের এই বিলম্বকারী প্রভাব কেবল মিনারেল জেল সিস্টেমে এর ঘনত্বের উপরই নয়, বরং এর রাসায়নিক কাঠামোর উপরও নির্ভর করে। HEMC-এর মিথাইলেশনের মাত্রা যত বেশি হয়, সেলুলোজ ইথারের বিলম্বন প্রভাব তত ভালো হয়। এই বিলম্বন প্রভাব আরও শক্তিশালী হয়। তবে, সিমেন্টের হাইড্রেশন গতিবিদ্যার উপর সেলুলোজ ইথারের সান্দ্রতার প্রভাব সামান্য। সেলুলোজ ইথারের পরিমাণ বাড়ার সাথে সাথে মর্টারের সেটিং টাইম উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। মর্টারের প্রাথমিক সেটিং টাইম এবং সেলুলোজ ইথারের পরিমাণের মধ্যে একটি ভালো অরৈখিক সম্পর্ক রয়েছে, এবং চূড়ান্ত সেটিং টাইমের সাথে সেলুলোজ ইথারের পরিমাণের একটি ভালো রৈখিক সম্পর্ক রয়েছে। সেলুলোজ ইথারের পরিমাণ পরিবর্তন করে আমরা মর্টারের সেটিং টাইম নিয়ন্ত্রণ করতে পারি। পণ্যটিতে এটি জল ধারণ, ঘন করা, সিমেন্টের হাইড্রেশন বিলম্বিত করা এবং নির্মাণ কার্যকারিতা উন্নত করার ভূমিকা পালন করে। ভালো জল ধারণ ক্ষমতা সিমেন্ট ও জিপসাম অ্যাশের ক্যালসিয়ামকে আরও সম্পূর্ণরূপে বিক্রিয়া করতে সাহায্য করে, ভেজা সান্দ্রতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে, মর্টারের বন্ধন শক্তি উন্নত করে এবং একই সাথে টেনসাইল শক্তি ও শিয়ার শক্তি যথাযথভাবে উন্নত করতে পারে, যা নির্মাণ কার্যকারিতা এবং কাজের দক্ষতা ব্যাপকভাবে উন্নত করে। মর্টারের স্প্রে বা পাম্প করার ক্ষমতা এবং কাঠামোগত শক্তি উন্নত করে। প্রকৃত প্রয়োগ প্রক্রিয়ায়, বিভিন্ন পণ্য, নির্মাণ পদ্ধতি এবং পরিবেশ অনুযায়ী সেলুলোজের ধরন, সান্দ্রতা এবং পরিমাণ নির্ধারণ করা প্রয়োজন।