কয়েকটি সাধারণ সেলুলোজ ইথারের পরিচিতি

মিথাইলসেলুলোজ (এমসি)

মিথাইলসেলুলোজ (MC)-এর আণবিক সংকেত হলো:

[C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n\]x

এর উৎপাদন প্রক্রিয়া হলো, পরিশোধিত তুলাকে ক্ষার দিয়ে প্রক্রিয়াজাত করার পর ধারাবাহিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে সেলুলোজ ইথার তৈরি করা হয় এবং ইথারিফিকেশন এজেন্ট হিসেবে মিথাইল ক্লোরাইড ব্যবহার করা হয়। সাধারণত, এর প্রতিস্থাপনের মাত্রা ১.৬ থেকে ২.০ পর্যন্ত হয় এবং প্রতিস্থাপনের মাত্রা ভিন্ন হওয়ার সাথে সাথে এর দ্রবণীয়তাও ভিন্ন হয়। এটি নন-আয়নিক সেলুলোজ ইথারের অন্তর্ভুক্ত।

মিথাইলসেলুলোজ ঠান্ডা জলে দ্রবণীয় এবং গরম জলে এটি সহজে দ্রবীভূত হয় না। এর জলীয় দ্রবণ pH=3~12 পরিসরে খুবই স্থিতিশীল।

স্টার্চ, গুয়ার গাম ইত্যাদি এবং অনেক সারফ্যাক্ট্যান্টের সাথে এর ভালো সামঞ্জস্য রয়েছে। তাপমাত্রা যখন জেল তৈরির তাপমাত্রায় পৌঁছায়, তখন জেল তৈরি হয়।

মিথাইলসেলুলোজের জল ধারণ ক্ষমতা এর সংযোজন পরিমাণ, সান্দ্রতা, কণার সূক্ষ্মতা এবং দ্রবীভূত হওয়ার হারের উপর নির্ভর করে।

সাধারণত, সংযোজনের পরিমাণ বেশি হলে, সূক্ষ্মতা কম এবং সান্দ্রতা বেশি হলে জল ধারণের হার বেশি হয়। এদের মধ্যে, জল ধারণের হারের উপর সংযোজনের পরিমাণের প্রভাব সবচেয়ে বেশি, এবং সান্দ্রতার মাত্রা জল ধারণের হারের মাত্রার সাথে সরাসরি সমানুপাতিক নয়। দ্রবীভূত হওয়ার হার প্রধানত সেলুলোজ কণার পৃষ্ঠতল পরিবর্তনের মাত্রা এবং কণার সূক্ষ্মতার উপর নির্ভর করে।

উপরোক্ত সেলুলোজ ইথারগুলোর মধ্যে মিথাইল সেলুলোজ এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের পানি ধারণ হার বেশি।

কার্বোক্সিমিথাইলসেলুলোজ (সিএমসি)

কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ, যা সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ নামেও পরিচিত এবং সাধারণত সেলুলোজ, সিএমসি ইত্যাদি নামে ডাকা হয়, হলো একটি অ্যানায়নিক রৈখিক পলিমার, সেলুলোজ কার্বোক্সিলেটের একটি সোডিয়াম লবণ এবং এটি একটি নবায়নযোগ্য ও অফুরন্ত রাসায়নিক কাঁচামাল।

এটি প্রধানত ডিটারজেন্ট শিল্প, খাদ্য শিল্প এবং তেলক্ষেত্রের ড্রিলিং ফ্লুইডে ব্যবহৃত হয় এবং প্রসাধনীতে এর ব্যবহারের পরিমাণ মাত্র প্রায় ১%।

সোডিয়াম মনোক্লোরোঅ্যাসিটেটকে ইথারিফিকেশন এজেন্ট হিসেবে ব্যবহার করে, ক্ষারীয় প্রক্রিয়াজাতকরণের পর এবং ধারাবাহিক বিক্রিয়া প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রাকৃতিক তন্তু (তুলা, ইত্যাদি) থেকে আয়নীয় সেলুলোজ ইথার তৈরি করা হয়।

প্রতিস্থাপনের মাত্রা সাধারণত ০.৪ থেকে ১.৪ হয়ে থাকে এবং এর কার্যকারিতা এই প্রতিস্থাপনের মাত্রা দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়।

সিএমসি-র চমৎকার বন্ধন ক্ষমতা রয়েছে এবং এর জলীয় দ্রবণের ভালো স্থগিতকরণ ক্ষমতা আছে, কিন্তু এর কোনো প্রকৃত প্লাস্টিক বিকৃতি মান নেই।

যখন সিএমসি দ্রবীভূত হয়, তখন প্রকৃতপক্ষে ডিপলিমারাইজেশন ঘটে। দ্রবীভূত হওয়ার সময় সান্দ্রতা বাড়তে শুরু করে, একটি সর্বোচ্চ মানে পৌঁছায় এবং তারপর কমে একটি স্থিতিশীল অবস্থায় আসে। এই প্রাপ্ত সান্দ্রতা ডিপলিমারাইজেশনের সাথে সম্পর্কিত।

ডিপলিমারাইজেশনের মাত্রা ফর্মুলেশনে থাকা স্বল্প দ্রাবকের (পানি) পরিমাণের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। স্বল্প দ্রাবকযুক্ত সিস্টেমে, যেমন গ্লিসারিন ও পানিযুক্ত টুথপেস্টে, সিএমসি সম্পূর্ণরূপে ডিপলিমারাইজ হয় না এবং একটি সাম্যাবস্থায় পৌঁছায়।

একটি নির্দিষ্ট জলীয় ঘনত্বের ক্ষেত্রে, কম প্রতিস্থাপিত সিএমসি-র তুলনায় অধিক জলগ্রাহী ও উচ্চ প্রতিস্থাপিত সিএমসি-র ডিপলিমারাইজেশন সহজতর হয়।

হাইড্রোক্সিইথাইলসেলুলোজ (HEC)

পরিশোধিত তুলাকে ক্ষারের সাথে প্রক্রিয়াজাত করে এবং তারপর অ্যাসিটোনের উপস্থিতিতে ইথারিফিকেশন এজেন্ট হিসেবে ইথিলিন অক্সাইডের সাথে বিক্রিয়া ঘটিয়ে HEC তৈরি করা হয়। এর প্রতিস্থাপনের মাত্রা সাধারণত ১.৫ থেকে ২.০ হয়ে থাকে। এর জলগ্রাহিতা প্রবল এবং এটি সহজে আর্দ্রতা শোষণ করে।

হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ঠান্ডা জলে দ্রবণীয়, কিন্তু গরম জলে এটি সহজে দ্রবীভূত হয় না। এর দ্রবণ উচ্চ তাপমাত্রায় জেল না হয়ে স্থিতিশীল থাকে।

এটি সাধারণ অ্যাসিড ও ক্ষারের প্রতি স্থিতিশীল। ক্ষার এর দ্রবণকে ত্বরান্বিত করতে পারে এবং এর সান্দ্রতা সামান্য বাড়িয়ে দিতে পারে। জলে এর বিচ্ছুরণযোগ্যতা মিথাইল সেলুলোজ এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের তুলনায় কিছুটা খারাপ।

হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ (HPMC)

HPMC-এর আণবিক সংকেত হলো:

\[C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3\]n\]x

হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ হলো এক প্রকার সেলুলোজ, যার উৎপাদন ও ব্যবহার দ্রুত বৃদ্ধি পাচ্ছে।

এটি পরিশোধিত তুলাকে ক্ষারীয়করণ করার পর, প্রোপিলিন অক্সাইড এবং মিথাইল ক্লোরাইডকে ইথারিফিকেশন এজেন্ট হিসেবে ব্যবহার করে ধারাবাহিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে তৈরি একটি নন-আয়নিক সেলুলোজ মিশ্র ইথার। এর প্রতিস্থাপনের মাত্রা সাধারণত ১.২ থেকে ২.০ হয়ে থাকে।

মিথোক্সিল এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল উপাদানের অনুপাত ভিন্ন হওয়ার কারণে এর বৈশিষ্ট্যগুলোও ভিন্ন হয়।

হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ঠান্ডা জলে সহজে দ্রবণীয়, কিন্তু গরম জলে এটি সহজে দ্রবীভূত হয় না। তবে গরম জলে এর জেলীভবন তাপমাত্রা মিথাইল সেলুলোজের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। মিথাইল সেলুলোজের তুলনায় ঠান্ডা জলেও এর দ্রবণীয়তা অনেক উন্নত।

হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের সান্দ্রতা এর আণবিক ওজনের সাথে সম্পর্কিত, এবং আণবিক ওজন যত বেশি হয়, সান্দ্রতাও তত বেশি হয়। তাপমাত্রাও এর সান্দ্রতাকে প্রভাবিত করে, কারণ তাপমাত্রা বাড়লে সান্দ্রতা কমে যায়। তবে, মিথাইল সেলুলোজের তুলনায় এর উচ্চ সান্দ্রতার উপর তাপমাত্রার প্রভাব কম। সাধারণ তাপমাত্রায় সংরক্ষণ করলে এর দ্রবণ স্থিতিশীল থাকে।

হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের জল ধারণ ক্ষমতা এর সংযোজন পরিমাণ, সান্দ্রতা ইত্যাদির উপর নির্ভর করে এবং একই সংযোজন পরিমাণে এর জল ধারণের হার মিথাইল সেলুলোজের চেয়ে বেশি।

হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ অ্যাসিড ও ক্ষারের প্রতি স্থিতিশীল, এবং এর জলীয় দ্রবণ pH=২~১২ পরিসরে অত্যন্ত স্থিতিশীল থাকে। কস্টিক সোডা ও চুনজল এর কার্যকারিতার উপর সামান্য প্রভাব ফেলে, কিন্তু ক্ষার এর দ্রবণকে ত্বরান্বিত করতে এবং সান্দ্রতা বাড়াতে পারে।

হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ সাধারণ লবণের প্রতি স্থিতিশীল, কিন্তু লবণ দ্রবণের ঘনত্ব বেশি হলে এর সান্দ্রতা বেড়ে যাওয়ার প্রবণতা দেখা যায়।

হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজকে পানিতে দ্রবণীয় পলিমার যৌগের সাথে মিশিয়ে একটি সমরূপ ও উচ্চ সান্দ্রতার দ্রবণ তৈরি করা যায়। যেমন পলিভিনাইল অ্যালকোহল, স্টার্চ ইথার, ভেজিটেবল গাম ইত্যাদি।

মিথাইলসেলুলোজের তুলনায় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের এনজাইম প্রতিরোধ ক্ষমতা বেশি, এবং এর দ্রবণ মিথাইলসেলুলোজের তুলনায় এনজাইম দ্বারা সহজে ভেঙে যায় না।