১. ঘনকারকের সংজ্ঞা ও কার্যকারিতা
যেসব সংযোজনী পদার্থ জল-ভিত্তিক রঙের সান্দ্রতা উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়াতে পারে, সেগুলোকে ঘনকারক বলা হয়।
আবরণের উৎপাদন, সংরক্ষণ এবং নির্মাণে ঘনকারক পদার্থ গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
ঘনকারকের প্রধান কাজ হলো ব্যবহারের বিভিন্ন পর্যায়ের চাহিদা মেটাতে প্রলেপের সান্দ্রতা বৃদ্ধি করা। তবে, বিভিন্ন পর্যায়ে প্রলেপের জন্য প্রয়োজনীয় সান্দ্রতা ভিন্ন ভিন্ন হয়। যেমন:
সংরক্ষণের সময়, রঞ্জক পদার্থকে থিতিয়ে পড়া থেকে রোধ করার জন্য এর উচ্চ সান্দ্রতা থাকা বাঞ্ছনীয়;
নির্মাণ প্রক্রিয়ার সময় রঙের সান্দ্রতা মাঝারি হওয়া বাঞ্ছনীয়, যাতে অতিরিক্ত দাগ না ফেলে রঙটি সহজে ব্রাশ করা যায়।
নির্মাণের পরে, আশা করা হয় যে অল্প সময়ের ব্যবধানে (সমতলকরণ প্রক্রিয়া) সান্দ্রতা দ্রুত উচ্চ সান্দ্রতায় ফিরে আসবে, যাতে দেবে যাওয়া রোধ করা যায়।
জলবাহিত আবরণের তরলতা নন-নিউটনীয়।
যখন শিয়ার ফোর্স বৃদ্ধির সাথে সাথে রঙের সান্দ্রতা হ্রাস পায়, তখন তাকে সিউডোপ্লাস্টিক ফ্লুইড বলা হয় এবং বেশিরভাগ রঙই একটি সিউডোপ্লাস্টিক ফ্লুইড।
যখন কোনো সিউডোপ্লাস্টিক তরলের প্রবাহ আচরণ তার ইতিহাসের সাথে সম্পর্কিত, অর্থাৎ সময়-নির্ভর হয়, তখন তাকে থিক্সোট্রপিক তরল বলা হয়।
কোটিং তৈরির সময় আমরা প্রায়শই সচেতনভাবে বিভিন্ন অ্যাডিটিভ যোগ করে কোটিংগুলোকে থিক্সোট্রপিক করার চেষ্টা করি।
যখন আবরণের থিক্সোট্রপি উপযুক্ত হয়, তখন এটি আবরণের বিভিন্ন পর্যায়ের বৈপরীত্য সমাধান করতে পারে এবং সংরক্ষণ, নির্মাণকালীন সমতলকরণ ও শুকানোর পর্যায়ে আবরণের বিভিন্ন সান্দ্রতার প্রযুক্তিগত চাহিদা মেটাতে পারে।
কিছু ঘনকারক পেইন্টকে উচ্চ থিক্সোট্রপি প্রদান করতে পারে, যার ফলে স্থির অবস্থায় বা কম শিয়ার রেটে (যেমন সংরক্ষণ বা পরিবহনের সময়) এর সান্দ্রতা বেশি থাকে, যা পেইন্টের রঞ্জক পদার্থকে থিতিয়ে পড়া থেকে প্রতিরোধ করে। এবং উচ্চ শিয়ার রেটে (যেমন কোটিং প্রক্রিয়ায়) এর সান্দ্রতা কম থাকে, যার ফলে কোটিং-এর প্রবাহ এবং সমতলীকরণ পর্যাপ্ত হয়।
থিক্সোট্রপিকে থিক্সোট্রপিক ইনডেক্স TI দ্বারা প্রকাশ করা হয় এবং এটি ব্রুকফিল্ড ভিসকোমিটারের সাহায্যে পরিমাপ করা হয়।
TI = সান্দ্রতা (৬ আর/মিনিটে পরিমাপকৃত) / সান্দ্রতা (৬০ আর/মিনিটে পরিমাপকৃত)
২. ঘনকারকের প্রকারভেদ এবং আবরণের বৈশিষ্ট্যের উপর তাদের প্রভাব
(1) প্রকারভেদ রাসায়নিক গঠনের ভিত্তিতে, ঘনকারকগুলিকে দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা হয়: জৈব এবং অজৈব।
অজৈব প্রকারগুলোর মধ্যে রয়েছে বেনটোনাইট, অ্যাটাপুলগাইট, অ্যালুমিনিয়াম ম্যাগনেসিয়াম সিলিকেট, লিথিয়াম ম্যাগনেসিয়াম সিলিকেট ইত্যাদি এবং জৈব প্রকারগুলোর মধ্যে রয়েছে মিথাইল সেলুলোজ, হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ, পলিঅ্যাক্রিলেট, পলিমিথঅ্যাক্রিলেট, অ্যাক্রিলিক অ্যাসিড বা মিথাইল অ্যাক্রিলিক হোমোপলিমার বা কোপলিমার এবং পলিউরেথেন ইত্যাদি।
কোটিং-এর রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যের উপর প্রভাবের দৃষ্টিকোণ থেকে, থিকনারকে থিক্সোট্রপিক থিকনার এবং অ্যাসোসিয়েটিভ থিকনারে ভাগ করা হয়। কার্যক্ষমতার প্রয়োজনীয়তার দিক থেকে, থিকনারের পরিমাণ কম হওয়া উচিত এবং এর ঘন করার প্রভাব ভালো হওয়া উচিত; এটি এনজাইম দ্বারা সহজে ক্ষয়প্রাপ্ত হয় না; সিস্টেমের তাপমাত্রা বা pH মানের পরিবর্তনের ফলে কোটিং-এর সান্দ্রতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায় না এবং পিগমেন্ট ও ফিলার জমাট বাঁধে না; ভালো সংরক্ষণ স্থিতিশীলতা; ভালো জল ধারণ ক্ষমতা, কোনো সুস্পষ্ট ফেনা তৈরির ঘটনা ঘটে না এবং কোটিং ফিল্মের কার্যক্ষমতার উপর কোনো প্রতিকূল প্রভাব ফেলে না।
①সেলুলোজ ঘনকারক
কোটিং-এ ব্যবহৃত সেলুলোজ থিকনারগুলো হলো প্রধানত মিথাইলসেলুলোজ, হাইড্রোক্সিইথাইলসেলুলোজ এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপাইলমিথাইলসেলুলোজ, এবং শেষের দুটি বেশি ব্যবহৃত হয়।
হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ হলো এমন একটি পণ্য যা প্রাকৃতিক সেলুলোজের গ্লুকোজ এককের হাইড্রোক্সিল গ্রুপগুলোকে হাইড্রোক্সিইথাইল গ্রুপ দ্বারা প্রতিস্থাপন করে পাওয়া যায়। এই পণ্যগুলোর বৈশিষ্ট্য ও মডেল প্রধানত প্রতিস্থাপনের মাত্রা এবং সান্দ্রতা অনুসারে আলাদা করা হয়।
হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজের প্রকারভেদগুলোকেও সাধারণ দ্রবণ প্রকার, দ্রুত বিচ্ছুরণ প্রকার এবং জৈবিক স্থিতিশীলতা প্রকারে ভাগ করা হয়। ব্যবহারের পদ্ধতির ক্ষেত্রে, কোটিং উৎপাদন প্রক্রিয়ার বিভিন্ন পর্যায়ে হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ যোগ করা যেতে পারে। দ্রুত বিচ্ছুরণকারী প্রকারটি সরাসরি শুকনো পাউডার আকারে যোগ করা যেতে পারে। তবে, যোগ করার আগে সিস্টেমের pH মান ৭-এর কম হওয়া উচিত, এর প্রধান কারণ হলো কম pH মানে হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ধীরে ধীরে দ্রবীভূত হয়, এবং কণাগুলোর ভেতরে পানি প্রবেশ করার জন্য যথেষ্ট সময় পায়, এবং তারপর pH মান বাড়িয়ে এটিকে দ্রুত দ্রবীভূত করা হয়। এছাড়াও, একটি নির্দিষ্ট ঘনত্বের আঠালো দ্রবণ প্রস্তুত করে কোটিং সিস্টেমে যোগ করার মতো সংশ্লিষ্ট পদক্ষেপও গ্রহণ করা যেতে পারে।
হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজএটি এমন একটি পণ্য যা প্রাকৃতিক সেলুলোজের গ্লুকোজ ইউনিটের হাইড্রোক্সিল গ্রুপকে একটি মিথক্সি গ্রুপ দ্বারা প্রতিস্থাপন করে এবং এর অন্য অংশকে একটি হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল গ্রুপ দ্বারা প্রতিস্থাপন করে পাওয়া যায়। এর ঘন করার প্রভাব মূলত হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজের মতোই। এবং এটি এনজাইম দ্বারা ক্ষয় প্রতিরোধী, কিন্তু এর পানিতে দ্রবণীয়তা হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজের মতো ভালো নয় এবং গরম করলে এটি জেল হয়ে যাওয়ার অসুবিধা রয়েছে। পৃষ্ঠ-চিকিৎসাকৃত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ব্যবহারের সময় সরাসরি পানিতে যোগ করা যেতে পারে। নেড়ে মিশিয়ে নেওয়ার পর, অ্যামোনিয়া পানির মতো ক্ষারীয় পদার্থ যোগ করে pH মান ৮-৯ এ সামঞ্জস্য করতে হবে এবং সম্পূর্ণরূপে দ্রবীভূত না হওয়া পর্যন্ত নাড়তে হবে। পৃষ্ঠ-চিকিৎসা ছাড়া হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ব্যবহারের আগে ৮৫° সেলসিয়াসের বেশি গরম পানিতে ভিজিয়ে ফুলিয়ে নিতে হবে, তারপর ঘরের তাপমাত্রায় ঠান্ডা করতে হবে এবং সবশেষে ঠান্ডা পানি বা বরফ পানি দিয়ে নেড়ে সম্পূর্ণরূপে দ্রবীভূত করতে হবে।
২ অজৈব ঘনকারক
এই ধরণের ঘনকারক প্রধানত কিছু সক্রিয় কাদামাটির পণ্য, যেমন বেনটোনাইট, ম্যাগনেসিয়াম অ্যালুমিনিয়াম সিলিকেট ক্লে ইত্যাদি। এর বৈশিষ্ট্য হলো, ঘন করার প্রভাবের পাশাপাশি এর একটি ভালো সাসপেনশন প্রভাবও রয়েছে, যা ডুবে যাওয়া প্রতিরোধ করতে পারে এবং আবরণের জলরোধী ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে না। আবরণটি শুকিয়ে একটি ফিল্মে পরিণত হওয়ার পর, এটি আবরণের ফিল্মের মধ্যে ফিলার হিসেবে কাজ করে। এর প্রতিকূল দিকটি হলো, এটি আবরণের সমতলকরণকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে।
③ কৃত্রিম পলিমার ঘনকারক
কৃত্রিম পলিমার থিকনার প্রধানত অ্যাক্রিলিক এবং পলিইউরেথেনে (অ্যাসোসিয়েটিভ থিকনার) ব্যবহৃত হয়। অ্যাক্রিলিক থিকনারগুলো মূলত কার্বক্সিল গ্রুপযুক্ত অ্যাক্রিলিক পলিমার। ৮-১০ পিএইচ মানের পানিতে কার্বক্সিল গ্রুপটি বিয়োজিত হয়ে ফুলে ওঠে; পিএইচ মান ১০-এর বেশি হলে এটি পানিতে দ্রবীভূত হয়ে যায় এবং ঘন করার ক্ষমতা হারায়, তাই ঘন করার ক্ষমতা পিএইচ মানের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল।
অ্যাক্রিলেট থিকনারের ঘন করার প্রক্রিয়াটি হলো: এর কণাগুলো পেইন্টের মধ্যে থাকা ল্যাটেক্স কণার পৃষ্ঠে শোষিত হতে পারে এবং ক্ষারীয় স্ফীতির পর একটি আবরণ স্তর তৈরি করে, যা ল্যাটেক্স কণার আয়তন বাড়িয়ে দেয়, কণাগুলোর ব্রাউনিয়ান গতিকে বাধা দেয় এবং পেইন্ট সিস্টেমের সান্দ্রতা বাড়িয়ে দেয়। দ্বিতীয়ত, থিকনারের স্ফীতি জলীয় দশার সান্দ্রতা বাড়িয়ে দেয়।
(2) আবরণের বৈশিষ্ট্যের উপর ঘনকারকের প্রভাব
আবরণের রিয়োলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যের উপর থিকনারের প্রকারভেদের প্রভাব নিম্নরূপ:
থিকনারের পরিমাণ বাড়লে রঙের স্থির সান্দ্রতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় এবং বাহ্যিক শিয়ার বল প্রয়োগ করা হলেও সান্দ্রতা পরিবর্তনের প্রবণতা মূলত একই থাকে।
ঘনকারকের প্রভাবে, শিয়ার ফোর্সের প্রভাবে রঙের সান্দ্রতা দ্রুত হ্রাস পায়, যা সিউডোপ্লাস্টিসিটি প্রদর্শন করে।
হাইড্রোফোবিকভাবে পরিবর্তিত সেলুলোজ থিকনার (যেমন EBS451FQ) ব্যবহার করলে, উচ্চ শিয়ার রেটে এর পরিমাণ বেশি হলেও সান্দ্রতা বেশি থাকে।
অ্যাসোসিয়েটিভ পলিউরেথেন থিকনার (যেমন WT105A) ব্যবহার করলে, উচ্চ শিয়ার রেটে এর পরিমাণ বেশি হলেও সান্দ্রতা বেশি থাকে।
অ্যাক্রাইলিক থিকনার (যেমন ASE60) ব্যবহার করলে, এর পরিমাণ বেশি হলে স্ট্যাটিক ভিসকোসিটি দ্রুত বাড়লেও, উচ্চতর শিয়ার রেটে ভিসকোসিটি দ্রুত হ্রাস পায়।
৩. সহযোগী ঘনকারক
(1) ঘন করার প্রক্রিয়া
সেলুলোজ ইথার এবং ক্ষারে স্ফীত হতে পারে এমন অ্যাক্রিলিক থিকনার শুধুমাত্র জলীয় পর্যায়কে ঘন করতে পারে, কিন্তু জল-ভিত্তিক রঙের অন্যান্য উপাদানের উপর এদের কোনো ঘন করার প্রভাব নেই, এবং এরা রঙের রঞ্জক পদার্থ ও ইমালশনের কণার মধ্যে উল্লেখযোগ্য মিথস্ক্রিয়াও ঘটাতে পারে না, ফলে রঙের প্রবাহবিদ্যা (রিওলজি) সামঞ্জস্য করা যায় না।
অ্যাসোসিয়েটিভ থিকনারের বৈশিষ্ট্য হলো, হাইড্রেশনের মাধ্যমে ঘন হওয়ার পাশাপাশি, এগুলি নিজেদের মধ্যে, বিক্ষিপ্ত কণার সাথে এবং সিস্টেমের অন্যান্য উপাদানের সাথে সংযুক্ত হয়েও ঘন হয়। এই সংযোগ উচ্চ শিয়ার রেটে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় এবং নিম্ন শিয়ার রেটে পুনরায় সংযুক্ত হয়, যা আবরণের রিওলজি সামঞ্জস্য করার সুযোগ দেয়।
অ্যাসোসিয়েটিভ থিকনারের ঘন করার প্রক্রিয়াটি হলো, এর অণুটি একটি রৈখিক হাইড্রোফিলিক চেইন, যা উভয় প্রান্তে লিপোফিলিক গ্রুপযুক্ত একটি পলিমার যৌগ। অর্থাৎ, এর গঠনে হাইড্রোফিলিক এবং হাইড্রোফোবিক উভয় গ্রুপই থাকে, তাই এটিতে সারফ্যাক্ট্যান্ট অণুর বৈশিষ্ট্য বিদ্যমান। এই ধরনের থিকনার অণুগুলো শুধু হাইড্রেট হয়ে ফুলে উঠে জলীয় দশাকে ঘন করে তাই নয়, বরং এর জলীয় দ্রবণের ঘনত্ব একটি নির্দিষ্ট মান অতিক্রম করলে মাইসেলও গঠন করে। এই মাইসেলগুলো ইমালশনের পলিমার কণা এবং ডিসপারসেন্ট শোষণকারী পিগমেন্ট কণার সাথে যুক্ত হয়ে একটি ত্রিমাত্রিক নেটওয়ার্ক কাঠামো তৈরি করে এবং পরস্পরের সাথে সংযুক্ত ও জটবদ্ধ হয়ে সিস্টেমের সান্দ্রতা বৃদ্ধি করে।
এর চেয়েও গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হলো, এই সংযোগগুলো একটি গতিশীল ভারসাম্যের অবস্থায় থাকে এবং বাহ্যিক শক্তির প্রভাবে সেই সংযুক্ত মাইসেলগুলো নিজেদের অবস্থান সমন্বয় করতে পারে, যার ফলে প্রলেপটির সমতলকরণ বৈশিষ্ট্য তৈরি হয়। এছাড়াও, যেহেতু অণুটি একাধিক মাইসেল নিয়ে গঠিত, এই কাঠামোটি পানির অণুগুলোর স্থানান্তরের প্রবণতা কমিয়ে দেয় এবং এর ফলে জলীয় দশার সান্দ্রতা বৃদ্ধি করে।
(2) আবরণে ভূমিকা
বেশিরভাগ অ্যাসোসিয়েটিভ থিকনার হলো পলিইউরেথেন, এবং এদের আপেক্ষিক আণবিক ওজন ১০³-১০⁴ মাত্রার মধ্যে থাকে, যা সাধারণ পলিঅ্যাক্রাইলিক অ্যাসিড এবং সেলুলোজ থিকনারের (যাদের আপেক্ষিক আণবিক ওজন ১০⁵-১০⁶) চেয়ে দুই মাত্রা কম। কম আণবিক ওজনের কারণে, হাইড্রেশনের পর কার্যকর আয়তন বৃদ্ধি কম হয়, তাই এর সান্দ্রতা রেখা নন-অ্যাসোসিয়েটিভ থিকনারের তুলনায় বেশি সমতল হয়।
অ্যাসোসিয়েটিভ থিকনারের কম আণবিক ওজনের কারণে, জলীয় দশায় এর আন্তঃআণবিক জট সীমিত থাকে, তাই জলীয় দশার উপর এর ঘন করার প্রভাব উল্লেখযোগ্য নয়। কম শিয়ার রেট পরিসরে, অণুগুলোর মধ্যে সংযোগ রূপান্তর, অণুগুলোর মধ্যে সংযোগ ধ্বংসের চেয়ে বেশি হয়, পুরো সিস্টেমটি একটি সহজাত সাসপেনশন এবং ডিসপারশন অবস্থা বজায় রাখে এবং এর সান্দ্রতা ডিসপারশন মাধ্যমের (পানি) সান্দ্রতার কাছাকাছি থাকে। অতএব, অ্যাসোসিয়েটিভ থিকনার কম শিয়ার রেট অঞ্চলে থাকাকালীন জল-ভিত্তিক পেইন্ট সিস্টেমের আপাত সান্দ্রতা কমিয়ে দেয়।
অ্যাসোসিয়েটিভ থিকনারগুলো ডিসপার্সড ফেজে থাকা কণাগুলোর মধ্যে সংযুক্তির কারণে অণুগুলোর মধ্যকার স্থিতিশক্তি বৃদ্ধি করে। এভাবে, উচ্চ শিয়ার রেটে অণুগুলোর মধ্যকার সংযোগ ভাঙতে আরও বেশি শক্তির প্রয়োজন হয় এবং একই শিয়ার স্ট্রেইন অর্জনের জন্য প্রয়োজনীয় শিয়ার ফোর্সও বেশি হয়, ফলে উচ্চ শিয়ার রেটে সিস্টেমটি একটি উচ্চতর শিয়ার রেট প্রদর্শন করে। আপাত সান্দ্রতা। উচ্চতর হাই-শিয়ার সান্দ্রতা এবং নিম্নতর লো-শিয়ার সান্দ্রতা পেইন্টের রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যে সাধারণ থিকনারগুলোর অভাব পূরণ করতে পারে, অর্থাৎ, ল্যাটেক্স পেইন্টের তরলতা সামঞ্জস্য করার জন্য এই দুটি থিকনার একত্রে ব্যবহার করা যেতে পারে। পরিবর্তনশীল কার্যকারিতা, যা পুরু ফিল্মে কোটিং এবং কোটিং ফিল্মের প্রবাহের ব্যাপক চাহিদা মেটাতে সক্ষম।
পোস্ট করার সময়: ২৮-এপ্রিল-২০২৪