কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজের বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগ

১. কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজের সংক্ষিপ্ত পরিচিতি

ইংরেজি নাম: কার্বক্সিল মিথাইল সেলুলোজ

সংক্ষিপ্ত রূপ: সিএমসি

আণবিক সংকেত পরিবর্তনশীল: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n

দেখতে: সাদা বা হালকা হলুদ আঁশযুক্ত দানাদার গুঁড়া।

পানিতে দ্রবণীয়তা: পানিতে সহজে দ্রবণীয়, একটি স্বচ্ছ ও সান্দ্র কলয়েড গঠন করে এবং দ্রবণটি নিরপেক্ষ বা সামান্য ক্ষারীয় হয়।

বৈশিষ্ট্য: পৃষ্ঠ সক্রিয় কলয়েডের উচ্চ আণবিক যৌগ, গন্ধহীন, স্বাদহীন এবং অবিষাক্ত।

প্রাকৃতিক সেলুলোজ প্রকৃতিতে ব্যাপকভাবে বিস্তৃত এবং এটি সবচেয়ে প্রাচুর্যপূর্ণ পলিস্যাকারাইড। কিন্তু উৎপাদনের ক্ষেত্রে, সেলুলোজ সাধারণত সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ রূপে থাকে, তাই এর পুরো নাম হওয়া উচিত সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ বা সিএমসি-না (CMC-Na)। এটি শিল্প, নির্মাণ, চিকিৎসা, খাদ্য, বস্ত্র, সিরামিক এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

২. কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ প্রযুক্তি

সেলুলোজের রূপান্তর প্রযুক্তির মধ্যে রয়েছে: ইথারিফিকেশন এবং এস্টারিফিকেশন।

কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজের রূপান্তর: ইথারিফিকেশন প্রযুক্তিতে কার্বোক্সিমিথিলেশন বিক্রিয়ার মাধ্যমে সেলুলোজকে কার্বোক্সিমিথিলেশন করে কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ পাওয়া যায়, যা সংক্ষেপে সিএমসি (CMC) নামে পরিচিত।

কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজের জলীয় দ্রবণের কার্যাবলী: ঘন করা, ফিল্ম তৈরি করা, বন্ধন সৃষ্টি করা, জল ধারণ করা, কলয়েড থেকে সুরক্ষা, ইমালসিফিকেশন এবং সাসপেনশন।

৩. কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজের রাসায়নিক বিক্রিয়া

সেলুলোজ ক্ষারীয়করণ বিক্রিয়া:

[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O

ক্ষারীয় সেলুলোজের পরে মনোক্লোরোঅ্যাসিটিক অ্যাসিডের ইথারিফিকেশন বিক্রিয়া:

[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC

সুতরাং, কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ গঠনের রাসায়নিক সংকেত হলো: Cell-O-CH2-COONa NaCMC

সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজNaCMC (বা সংক্ষেপে CMC) হলো একটি পানিতে দ্রবণীয় সেলুলোজ ইথার, যা বহুল ব্যবহৃত জলীয় দ্রবণের সান্দ্রতা কয়েক cP থেকে কয়েক হাজার cP পর্যন্ত পরিবর্তন করতে পারে।

৪. কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজের পণ্যের বৈশিষ্ট্য

১. সিএমসি জলীয় দ্রবণের সংরক্ষণ: এটি নিম্ন তাপমাত্রা বা সূর্যালোকের অধীনে স্থিতিশীল থাকে, কিন্তু তাপমাত্রার পরিবর্তনের কারণে দ্রবণের অম্লতা এবং ক্ষারত্ব পরিবর্তিত হয়। অতিবেগুনি রশ্মি বা অণুজীবের প্রভাবে দ্রবণের সান্দ্রতা কমে যায় বা এমনকি নষ্ট হয়ে যেতে পারে। দীর্ঘমেয়াদী সংরক্ষণের প্রয়োজন হলে, একটি উপযুক্ত সংরক্ষক যোগ করা উচিত।

২. সিএমসি জলীয় দ্রবণ তৈরির পদ্ধতি: প্রথমে কণাগুলোকে ভালোভাবে ভিজিয়ে নিন, যা দ্রবীভূত হওয়ার হার উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়িয়ে তুলতে পারে।

৩. সিএমসি আর্দ্রতা শোষণকারী, তাই সংরক্ষণের সময় এটিকে আর্দ্রতা থেকে রক্ষা করা উচিত।

৪. দস্তা, তামা, সীসা, অ্যালুমিনিয়াম, রূপা, লোহা, টিন এবং ক্রোমিয়ামের মতো ভারী ধাতব লবণ সিএমসি-কে অধঃক্ষেপিত করতে পারে।

৫. জলীয় দ্রবণে পিএইচ ২.৫-এর নিচে অধঃক্ষেপ পড়ে, যা ক্ষার যোগ করে প্রশমিত করার পর পুনরুদ্ধার করা যায়।

৬. যদিও ক্যালসিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম এবং খাবার লবণের মতো লবণগুলো সিএমসি-এর উপর অধঃক্ষেপ সৃষ্টি করে না, তবে এগুলো দ্রবণের সান্দ্রতা কমিয়ে দেবে।

৭. সিএমসি অন্যান্য জলে দ্রবণীয় আঠা, নরমকারক এবং রেজিনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

৮. বিভিন্ন প্রক্রিয়াজাতকরণের কারণে সিএমসি-এর চেহারা মিহি গুঁড়া, মোটা দানা বা আঁশযুক্ত হতে পারে, যার সাথে এর ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের কোনো সম্পর্ক নেই।

৯. সিএমসি পাউডার ব্যবহারের পদ্ধতি খুবই সহজ। এটি সরাসরি ঠান্ডা জলে অথবা ৪০-৫০° সেলসিয়াস তাপমাত্রার উষ্ণ জলে মিশিয়ে দ্রবীভূত করা যায়।

৫. কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজের প্রতিস্থাপনের মাত্রা এবং দ্রবণীয়তা

প্রতিস্থাপনের মাত্রা বলতে প্রতিটি সেলুলোজ এককের সাথে সংযুক্ত সোডিয়াম কার্বক্সিমিথাইল গ্রুপের গড় সংখ্যাকে বোঝায়; প্রতিস্থাপনের মাত্রার সর্বোচ্চ মান হলো ৩, কিন্তু শিল্পক্ষেত্রে সবচেয়ে উপযোগী হলো ০.৫ থেকে ১.২ পর্যন্ত প্রতিস্থাপন মাত্রাযুক্ত NaCMC। ০.২-০.৩ প্রতিস্থাপন মাত্রাযুক্ত NaCMC-এর বৈশিষ্ট্যগুলো ০.৭-০.৮ প্রতিস্থাপন মাত্রাযুক্ত NaCMC-এর বৈশিষ্ট্যগুলো থেকে বেশ ভিন্ন। প্রথমটি pH ৭ পানিতে কেবল আংশিকভাবে দ্রবণীয়, কিন্তু পরেরটি সম্পূর্ণরূপে দ্রবণীয়। ক্ষারীয় অবস্থায় এর বিপরীতটি সত্য।

৬. কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজের পলিমারাইজেশন মাত্রা এবং সান্দ্রতা

পলিমারাইজেশন মাত্রা: এটি সেলুলোজ শৃঙ্খলের দৈর্ঘ্যকে বোঝায়, যা সান্দ্রতা নির্ধারণ করে। সেলুলোজ শৃঙ্খল যত দীর্ঘ হয়, সান্দ্রতা তত বেশি হয় এবং NaCMC দ্রবণের ক্ষেত্রেও তাই হয়।

সান্দ্রতা: NaCMC দ্রবণ একটি নন-নিউটনীয় তরল, এবং শিয়ার বল বাড়লে এর আপাত সান্দ্রতা হ্রাস পায়। নাড়ানো বন্ধ করার পর, সান্দ্রতা আনুপাতিকভাবে বাড়তে বাড়তে স্থিতিশীল হয়। অর্থাৎ, দ্রবণটি থিক্সোট্রপিক।

৭. কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজের প্রয়োগের পরিসর

১. নির্মাণ ও সিরামিক শিল্প

(1) স্থাপত্য আবরণ: ভাল বিচ্ছুরণ, অভিন্ন আবরণ বিতরণ; স্তর তৈরি হয় না, ভাল স্থিতিশীলতা; ভাল ঘন করার প্রভাব, সামঞ্জস্যযোগ্য আবরণের সান্দ্রতা।

(2) সিরামিক শিল্প: মৃৎশিল্পের মাটির নমনীয়তা উন্নত করার জন্য ব্ল্যাঙ্ক বাইন্ডার হিসাবে ব্যবহৃত হয়; টেকসই গ্লেজ।

২. ধৌতকরণ, প্রসাধনী, তামাক, বস্ত্র মুদ্রণ ও রঞ্জন শিল্প

(1) ধোয়া: ধোয়ার পর ময়লা যাতে কাপড়ে পুনরায় জমা না হয়, সেজন্য ডিটারজেন্টের সাথে CMC যোগ করা হয়।

(2) প্রসাধনী: ঘন করা, ছড়িয়ে দেওয়া, স্থগিত করা, স্থিতিশীল করা, ইত্যাদি। প্রসাধনীর বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের পূর্ণ ব্যবহার করা উপকারী।

(3) তামাক: তামাকের শিটগুলিকে একসাথে জোড়া লাগানোর জন্য CMC ব্যবহার করা হয়, যা কার্যকরভাবে চিপস ব্যবহার করতে পারে এবং কাঁচা তামাক পাতার পরিমাণ কমাতে পারে।

(4) বস্ত্রশিল্প: কাপড়ের ফিনিশিং এজেন্ট হিসেবে, CMC উচ্চ-গতির তাঁতে সুতা বাদ পড়া এবং প্রান্ত ছিঁড়ে যাওয়া কমাতে পারে।

(5) প্রিন্টিং এবং ডাইং: এটি প্রিন্টিং পেস্টে ব্যবহৃত হয়, যা ডাইয়ের জল শোষণ এবং প্রবেশ করার ক্ষমতা বাড়াতে পারে, ডাইংকে অভিন্ন করে এবং রঙের পার্থক্য কমায়।

৩. মশা তাড়ানোর কয়েল এবং ওয়েল্ডিং রড শিল্প

(1) মশা তাড়ানোর কয়েল: কয়েলের দৃঢ়তা বাড়াতে এবং সহজে না ভাঙার জন্য CMC ব্যবহার করা হয়।

(2) ইলেকট্রোড: সিরামিক কোটিংকে আরও ভালোভাবে সংযুক্ত ও গঠিত করতে, উন্নত ব্রাশিং পারফরম্যান্স পেতে এবং উচ্চ তাপমাত্রায় এর বার্নআউট পারফরম্যান্সের জন্য CMC একটি গ্লেজ এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

৪. টুথপেস্ট শিল্প

(1) টুথপেস্টের বিভিন্ন কাঁচামালের সাথে সিএমসি-র ভালো সামঞ্জস্য রয়েছে;

(2) পেস্টটি নরম, জল আলাদা হয় না, উঠে যায় না, ঘন হয় না এবং প্রচুর ফেনা হয়;

(3) ভালো স্থিতিশীলতা এবং উপযুক্ত ঘনত্ব, যা টুথপেস্টকে ভালো আকার, ধরে রাখার ক্ষমতা এবং বিশেষভাবে আরামদায়ক স্বাদ দিতে পারে;

(4) তাপমাত্রার পরিবর্তনে প্রতিরোধী, আর্দ্রতা ধরে রাখে এবং সুগন্ধ স্থায়ী করে।

(5) ক্যানে অল্প পরিমাণে কাটা এবং লেজের অংশ।

৫. খাদ্য শিল্প

(1) অম্লীয় পানীয়: স্টেবিলাইজার হিসাবে, উদাহরণস্বরূপ, দইয়ে প্রোটিনের জমাট বাঁধার কারণে অধঃক্ষেপণ এবং স্তরবিন্যাস রোধ করতে; জলে দ্রবীভূত হওয়ার পরে উন্নত স্বাদ; ভালো প্রতিস্থাপন সমরূপতা।

(2) আইসক্রিম: বরফের দানা এড়াতে জল, চর্বি, প্রোটিন ইত্যাদিকে একটি অভিন্ন, বিচ্ছুরিত এবং স্থিতিশীল মিশ্রণে পরিণত করুন।

(3) রুটি এবং পেস্ট্রি: CMC ব্যাটারের সান্দ্রতা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, পণ্যের আর্দ্রতা ধারণ ক্ষমতা এবং শেলফ লাইফ বাড়াতে পারে।

(4) ইনস্ট্যান্ট নুডলস: নুডলসের দৃঢ়তা এবং রান্নার প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে; এটি দিয়ে বিস্কুট এবং প্যানকেক ভালোভাবে তৈরি করা যায়, এবং কেকের পৃষ্ঠ মসৃণ হয় ও সহজে ভাঙে না।

(5) ইনস্ট্যান্ট পেস্ট: গাম বেস হিসাবে।

(6) CMC শারীরবৃত্তীয়ভাবে নিষ্ক্রিয় এবং এর কোন ক্যালোরিফিক মান নেই। তাই, কম-ক্যালোরিযুক্ত খাবার উৎপাদন করা সম্ভব।

৬. কাগজ শিল্প

সিএমসি কাগজের সাইজিং-এর জন্য ব্যবহৃত হয়, যা কাগজকে উচ্চ ঘনত্ব, ভালো কালি প্রবেশ প্রতিরোধ ক্ষমতা, উচ্চ মোম ধারণ ক্ষমতা এবং মসৃণতা প্রদান করে। কাগজ রঙ করার প্রক্রিয়ায়, এটি রঙের পেস্টের গড়িয়ে যাওয়ার প্রবণতা নিয়ন্ত্রণে সাহায্য করে; এটি কাগজের ভেতরের তন্তুগুলোর মধ্যে আঠালো ভাব উন্নত করতে পারে, যার ফলে কাগজের শক্তি এবং ভাঁজ প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়।

৭. পেট্রোলিয়াম শিল্প

সিএমসি তেল ও গ্যাস খনন, কূপ খোঁড়া এবং অন্যান্য প্রকল্পে ব্যবহৃত হয়।

৮. অন্যান্য

জুতা, টুপি, পেন্সিল ইত্যাদির আঠা, চামড়ার জন্য পলিশ ও রঞ্জক, ফোম অগ্নিনির্বাপক যন্ত্রের স্টেবিলাইজার ইত্যাদি।