সেলুলোজ ইথারের গুণমান মর্টারের গুণমান নির্ধারণ করে।

রেডি-মিক্সড মর্টারে, সংযোজনের পরিমাণসেলুলোজ ইথারএর পরিমাণ খুব কম, কিন্তু এটি ভেজা মর্টারের কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে এবং এটি একটি প্রধান সংযোজন যা মর্টারের নির্মাণ কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে। বিভিন্ন প্রকার, বিভিন্ন সান্দ্রতা, বিভিন্ন কণার আকার, বিভিন্ন মাত্রার সান্দ্রতা এবং সংযোজিত পরিমাণের সেলুলোজ ইথারের যুক্তিসঙ্গত নির্বাচন শুকনো পাউডার মর্টারের কার্যকারিতা উন্নত করার ক্ষেত্রে ইতিবাচক প্রভাব ফেলবে।

বর্তমানে, অনেক গাঁথনি ও প্লাস্টারিং মর্টারের জল ধারণ ক্ষমতা দুর্বল, এবং কিছুক্ষণ রেখে দেওয়ার পরেই জলের মিশ্রণটি আলাদা হয়ে যায়। জল ধারণ ক্ষমতা হলো মিথাইল সেলুলোজ ইথারের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য, এবং এটি এমন একটি বৈশিষ্ট্য যার প্রতি দেশের অনেক ড্রাই-মিক্স মর্টার প্রস্তুতকারক, বিশেষ করে উচ্চ তাপমাত্রাসম্পন্ন দক্ষিণাঞ্চলের নির্মাতারা, মনোযোগ দিয়ে থাকেন। ড্রাই-মিক্স মর্টারের জল ধারণ ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে এমন কারণগুলোর মধ্যে রয়েছে সংযোজিত এমসি-এর পরিমাণ, এমসি-এর সান্দ্রতা, কণার সূক্ষ্মতা এবং ব্যবহারের পরিবেশের তাপমাত্রা।

১. ধারণা

সেলুলোজ ইথার হলো একটি কৃত্রিম পলিমার যা প্রাকৃতিক সেলুলোজ থেকে রাসায়নিক পরিবর্তনের মাধ্যমে তৈরি করা হয়। সেলুলোজ ইথার প্রাকৃতিক সেলুলোজের একটি উপজাত। সেলুলোজ ইথারের উৎপাদন প্রক্রিয়া অন্যান্য কৃত্রিম পলিমার থেকে ভিন্ন। এর সবচেয়ে মৌলিক উপাদান হলো সেলুলোজ, যা একটি প্রাকৃতিক পলিমার যৌগ। প্রাকৃতিক সেলুলোজের কাঠামোগত বিশেষত্বের কারণে, সেলুলোজের নিজের ইথারিফিকেশন এজেন্টের সাথে বিক্রিয়া করার কোনো ক্ষমতা নেই। তবে, স্ফীতি এজেন্টের সাথে বিক্রিয়ার পর, আণবিক শৃঙ্খল এবং শৃঙ্খলের মধ্যেকার শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ধনগুলো ভেঙে যায় এবং হাইড্রোক্সিল গ্রুপের সক্রিয় নিঃসরণের ফলে এটি একটি সক্রিয় ক্ষারীয় সেলুলোজে পরিণত হয়। এর থেকে সেলুলোজ ইথার পাওয়া যায়।

সেলুলোজ ইথারের বৈশিষ্ট্য প্রতিস্থাপকগুলির প্রকার, সংখ্যা এবং বিন্যাসের উপর নির্ভর করে। সেলুলোজ ইথারের শ্রেণিবিন্যাসও প্রতিস্থাপকের প্রকার, ইথারিফিকেশনের মাত্রা, দ্রবণীয়তা এবং সম্পর্কিত প্রয়োগ বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে করা হয়। আণবিক শৃঙ্খলে প্রতিস্থাপকের প্রকার অনুসারে, একে মনোইথার এবং মিশ্র ইথারে ভাগ করা যায়। আমরা সাধারণত মনোইথার হিসাবে MC এবং মিশ্র ইথার হিসাবে PMC ব্যবহার করি। মিথাইল সেলুলোজ ইথার (MC) হলো সেই উৎপাদ যা প্রাকৃতিক সেলুলোজের গ্লুকোজ এককের হাইড্রোক্সিল গ্রুপকে মিথক্সি গ্রুপ দ্বারা প্রতিস্থাপন করার পর পাওয়া যায়। এটি এমন একটি উৎপাদ যা এককের হাইড্রোক্সিল গ্রুপের একটি অংশকে মিথক্সি গ্রুপ এবং অন্য অংশকে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল গ্রুপ দ্বারা প্রতিস্থাপন করে পাওয়া যায়। এর গাঠনিক সংকেত হলো [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x। হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার (HEMC) হলো প্রধান প্রকারভেদ যা বাজারে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত ও বিক্রি হয়।

দ্রবণীয়তার ভিত্তিতে একে আয়নিক এবং নন-আয়নিক ভাগে ভাগ করা যায়। পানিতে দ্রবণীয় নন-আয়নিক সেলুলোজ ইথার প্রধানত অ্যালকাইল ইথার এবং হাইড্রোক্সিঅ্যালকাইল ইথার—এই দুই সিরিজের হয়ে থাকে। আয়নিক সিএমসি প্রধানত সিন্থেটিক ডিটারজেন্ট, টেক্সটাইল প্রিন্টিং ও ডাইং, খাদ্য এবং তেল অনুসন্ধানে ব্যবহৃত হয়। নন-আয়নিক এমসি, পিএমসি, এইচইএমসি ইত্যাদি প্রধানত নির্মাণ সামগ্রী, ল্যাটেক্স কোটিং, ঔষধ, দৈনন্দিন রাসায়নিক দ্রব্য ইত্যাদিতে থিকনার, ওয়াটার রিটেইনিং এজেন্ট, স্টেবিলাইজার, ডিসপারসেন্ট এবং ফিল্ম ফর্মিং এজেন্ট হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

২. সেলুলোজ ইথারের জল ধারণ ক্ষমতা

সেলুলোজ ইথারের জল ধারণ ক্ষমতা: নির্মাণ সামগ্রী, বিশেষ করে শুষ্ক পাউডার মর্টার উৎপাদনে সেলুলোজ ইথার একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে। বিশেষত, বিশেষ মর্টার (সংশোধিত মর্টার) উৎপাদনে এটি একটি অপরিহার্য এবং গুরুত্বপূর্ণ উপাদান।

মর্টারে পানিতে দ্রবণীয় সেলুলোজ ইথারের গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকার প্রধানত তিনটি দিক রয়েছে: একটি হলো এর চমৎকার পানি ধারণ ক্ষমতা, অন্যটি হলো মর্টারের সামঞ্জস্যতা ও থিক্সোট্রপির উপর এর প্রভাব এবং তৃতীয়টি হলো সিমেন্টের সাথে এর মিথস্ক্রিয়া। সেলুলোজ ইথারের পানি ধারণ ক্ষমতা নির্ভর করে ভিত্তি স্তরের পানি শোষণ, মর্টারের উপাদান, মর্টার স্তরের পুরুত্ব, মর্টারের পানির চাহিদা এবং জমাট বাঁধার উপাদানের সময় বা সেটিং টাইমের উপর। সেলুলোজ ইথারের নিজস্ব পানি ধারণ ক্ষমতা এর দ্রবণীয়তা এবং ডিহাইড্রেশন থেকে আসে। আমরা সবাই জানি, যদিও সেলুলোজের আণবিক শৃঙ্খলে প্রচুর পরিমাণে উচ্চ হাইড্রেশনযোগ্য OH গ্রুপ থাকে, এটি পানিতে দ্রবণীয় নয়, কারণ সেলুলোজের গঠনে উচ্চ মাত্রার ক্রিস্টালিনিটি রয়েছে।

শুধুমাত্র হাইড্রোক্সিল গ্রুপের হাইড্রেশন ক্ষমতা অণুগুলোর মধ্যকার শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ধন এবং ভ্যান ডার ওয়ালস বলকে প্রতিহত করার জন্য যথেষ্ট নয়। তাই, এটি কেবল ফুলে ওঠে কিন্তু জলে দ্রবীভূত হয় না। যখন আণবিক শৃঙ্খলে একটি প্রতিস্থাপক যুক্ত করা হয়, তখন প্রতিস্থাপকটি কেবল হাইড্রোজেন শৃঙ্খলই ধ্বংস করে না, বরং সংলগ্ন শৃঙ্খলগুলোর মধ্যে প্রতিস্থাপকের আটকে যাওয়ার কারণে আন্তঃশৃঙ্খল হাইড্রোজেন বন্ধনও ধ্বংস হয়ে যায়। প্রতিস্থাপক যত বড় হয়, অণুগুলোর মধ্যে দূরত্ব তত বেশি হয়। দূরত্ব যত বেশি হয়, হাইড্রোজেন বন্ধন ধ্বংস করার প্রভাবও তত বেশি হয়। সেলুলোজ ল্যাটিস প্রসারিত হয়ে দ্রবণে প্রবেশ করার পর সেলুলোজ ইথার জলে দ্রবণীয় হয়ে ওঠে এবং একটি উচ্চ-সান্দ্রতার দ্রবণ তৈরি করে। তাপমাত্রা বাড়লে পলিমারের হাইড্রেশন দুর্বল হয়ে পড়ে এবং শৃঙ্খলগুলোর মধ্য থেকে জল বেরিয়ে যায়। যখন ডিহাইড্রেশন প্রভাব যথেষ্ট হয়, তখন অণুগুলো একত্রিত হতে শুরু করে, একটি ত্রিমাত্রিক নেটওয়ার্ক কাঠামোযুক্ত জেল তৈরি করে এবং ভাঁজ খুলে যায়। মর্টারের জল ধারণ ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে এমন উপাদানগুলোর মধ্যে রয়েছে সেলুলোজ ইথারের সান্দ্রতা, সংযোজিত পরিমাণ, কণার সূক্ষ্মতা এবং ব্যবহারের তাপমাত্রা।

সেলুলোজ ইথারের সান্দ্রতা যত বেশি হয়, এর জল ধারণ ক্ষমতাও তত ভালো হয়। সান্দ্রতা হলো এমসি (MC) কর্মক্ষমতার একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার। বর্তমানে, বিভিন্ন এমসি প্রস্তুতকারক এমসি-এর সান্দ্রতা পরিমাপ করার জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি এবং যন্ত্র ব্যবহার করে। প্রধান পদ্ধতিগুলো হলো হাকে রোটোভিস্কো, হপলার, উবেলোডে এবং ব্রুকফিল্ড। একই পণ্যের ক্ষেত্রে, বিভিন্ন পদ্ধতিতে পরিমাপ করা সান্দ্রতার ফলাফল অনেক ভিন্ন হয়, এবং কিছু ক্ষেত্রে এই পার্থক্য দ্বিগুণও হতে পারে। তাই, সান্দ্রতা তুলনা করার সময়, তাপমাত্রা, রোটর ইত্যাদি সহ একই পরীক্ষা পদ্ধতি ব্যবহার করে তা করা আবশ্যক।

সাধারণভাবে বলতে গেলে, সান্দ্রতা যত বেশি হয়, জল ধারণ ক্ষমতাও তত ভালো হয়। তবে, সান্দ্রতা এবং মিথাইল সেলুলোজের (MC) আণবিক ওজন যত বেশি হয়, এর দ্রবণীয়তা তত কমে যায়, যা মর্টারের শক্তি এবং নির্মাণ ক্ষমতার উপর নেতিবাচক প্রভাব ফেলে। সান্দ্রতা যত বেশি হয়, মর্টারের ঘন হওয়ার প্রভাব তত বেশি স্পষ্ট হয়, কিন্তু এটি সরাসরি সমানুপাতিক নয়। সান্দ্রতা যত বেশি হয়, ভেজা মর্টার তত বেশি সান্দ্র হয়, অর্থাৎ নির্মাণের সময় এটি স্ক্র্যাপারে লেগে যাওয়া এবং সাবস্ট্রেটের সাথে উচ্চ আনুগত্য হিসাবে প্রকাশ পায়। কিন্তু এটি ভেজা মর্টারের নিজস্ব কাঠামোগত শক্তি বাড়াতে সহায়ক নয়। নির্মাণের সময়, এর ঝুলে পড়া-রোধী কার্যকারিতা তেমন স্পষ্ট হয় না। এর বিপরীতে, কিছু মাঝারি এবং কম সান্দ্রতার কিন্তু পরিবর্তিত মিথাইল সেলুলোজ ইথার ভেজা মর্টারের কাঠামোগত শক্তি উন্নত করার ক্ষেত্রে চমৎকার কার্যকারিতা দেখায়।

মর্টারে যত বেশি পরিমাণে সেলুলোজ ইথার যোগ করা হয়, এর জল ধারণ ক্ষমতা তত ভালো হয়, এবং এর সান্দ্রতা যত বেশি হয়, এর জল ধারণ ক্ষমতাও তত ভালো হয়।

কণার আকারের ক্ষেত্রে, কণা যত সূক্ষ্ম হয়, জল ধারণ ক্ষমতা তত ভালো হয়। সেলুলোজ ইথারের বড় কণাগুলো জলের সংস্পর্শে আসার পর, এর উপরিভাগ সঙ্গে সঙ্গে দ্রবীভূত হয়ে একটি জেল তৈরি করে যা উপাদানটিকে আবৃত করে রাখে এবং জলের অণুগুলোকে আরও ভেতরে প্রবেশ করতে বাধা দেয়। কখনও কখনও দীর্ঘক্ষণ নাড়াচাড়া করার পরেও এটি সমানভাবে ছড়িয়ে পড়তে ও দ্রবীভূত হতে পারে না, ফলে একটি ঘোলাটে ফ্লোকুলেন্ট দ্রবণ তৈরি হয় বা এটি দলা পাকিয়ে যায়। এটি সেলুলোজ ইথারের জল ধারণ ক্ষমতাকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করে, এবং দ্রবণীয়তা হলো সেলুলোজ ইথার বেছে নেওয়ার অন্যতম একটি নির্ণায়ক।

মিথাইল সেলুলোজ ইথারের সূক্ষ্মতাও একটি গুরুত্বপূর্ণ কার্যকারিতা সূচক। ড্রাই পাউডার মর্টারে ব্যবহৃত এমসি-কে পাউডার হতে হয়, যার জলীয় উপাদান কম থাকবে, এবং এর সূক্ষ্মতার জন্য কণার আকারের ২০% থেকে ৬০% ৬৩ মাইক্রোমিটারের চেয়ে ছোট হওয়া প্রয়োজন। এই সূক্ষ্মতা মিথাইল সেলুলোজ ইথারের দ্রবণীয়তাকে প্রভাবিত করে। মোটা দানার এমসি সাধারণত দানাদার হয় এবং এটি জমাট না বেঁধে সহজেই জলে দ্রবীভূত হয়, কিন্তু এর দ্রবীভূত হওয়ার হার খুব ধীর, তাই এটি ড্রাই পাউডার মর্টারে ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত নয়। ড্রাই পাউডার মর্টারে, এমসি অ্যাগ্রিগেট, ফাইন ফিলার এবং সিমেন্টের মতো সিমেন্টিং উপাদানগুলোর মধ্যে ছড়িয়ে থাকে, এবং শুধুমাত্র যথেষ্ট সূক্ষ্ম পাউডারই জলের সাথে মেশানোর সময় মিথাইল সেলুলোজ ইথারের জমাট বাঁধা এড়াতে পারে। যখন জমাট বাঁধা এমসি দ্রবীভূত করার জন্য জলের সাথে মেশানো হয়, তখন এর ছড়িয়ে পড়া এবং দ্রবীভূত হওয়া খুব কঠিন হয়ে পড়ে।

মিথাইল সেলুলোজ (MC)-এর মোটা সূক্ষ্মতা কেবল অপচয়ই করে না, বরং মর্টারের স্থানীয় শক্তিও হ্রাস করে। যখন এই ধরনের শুকনো গুঁড়ো মর্টার একটি বড় এলাকায় প্রয়োগ করা হয়, তখন স্থানীয় শুকনো গুঁড়ো মর্টারের জমাট বাঁধার গতি উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায় এবং জমাট বাঁধার সময়ের ভিন্নতার কারণে ফাটল দেখা দেয়। যান্ত্রিক কাঠামোযুক্ত স্প্রে করা মর্টারের ক্ষেত্রে, মিশ্রণের সময় কম হওয়ায় সূক্ষ্মতার প্রয়োজনীয়তা বেশি থাকে। মিথাইল সেলুলোজের সূক্ষ্মতা এর জল ধারণ ক্ষমতার উপরও একটি নির্দিষ্ট প্রভাব ফেলে। সাধারণভাবে বলতে গেলে, একই সান্দ্রতা কিন্তু ভিন্ন সূক্ষ্মতার মিথাইল সেলুলোজ ইথারের ক্ষেত্রে, একই পরিমাণে যোগ করলে, এটি যত সূক্ষ্ম হবে, জল ধারণ ক্ষমতা তত ভালো হবে।

মিথাইল সেলুলোজ ইথারের (MC) জল ধারণ ক্ষমতা ব্যবহৃত তাপমাত্রার উপরও নির্ভর করে, এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে এর জল ধারণ ক্ষমতা হ্রাস পায়। তবে, বাস্তব প্রয়োগের ক্ষেত্রে, অনেক পরিবেশে প্রায়শই উচ্চ তাপমাত্রায় (৪০ ডিগ্রির বেশি) গরম পৃষ্ঠতলে শুকনো পাউডার মর্টার প্রয়োগ করা হয়; যেমন গ্রীষ্মকালে সূর্যের নিচে বাইরের দেয়ালে পুটি প্লাস্টার করা, যা প্রায়শই সিমেন্টের কিউরিং এবং শুকনো পাউডার মর্টারের শক্ত হয়ে যাওয়াকে ত্বরান্বিত করে। জল ধারণ ক্ষমতার এই হ্রাসের ফলে কাজের সুবিধা এবং ফাটল প্রতিরোধ ক্ষমতা উভয়ই প্রভাবিত হয় বলে স্পষ্ট বোঝা যায়, এবং এই পরিস্থিতিতে তাপমাত্রার প্রভাব কমানো বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।

যদিওমিথাইল হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ইথারঅ্যাডিটিভ বা সংযোজনী পদার্থ বর্তমানে প্রযুক্তিগত উন্নয়নের অগ্রভাগে থাকলেও, তাপমাত্রার উপর এদের নির্ভরশীলতা শুষ্ক পাউডার মর্টারের কার্যকারিতা দুর্বল করে দেয়। যদিও মিথাইল হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজের পরিমাণ বাড়ানো হয় (গ্রীষ্মকালীন ফর্মুলা), তবুও এর কার্যক্ষমতা এবং ফাটল প্রতিরোধ ক্ষমতা ব্যবহারের চাহিদা মেটাতে পারে না। এমসি-এর উপর কিছু বিশেষ প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে, যেমন ইথারিফিকেশনের মাত্রা বৃদ্ধি করে, উচ্চ তাপমাত্রায়ও এর জল ধারণ ক্ষমতা বজায় রাখা যায়, ফলে এটি প্রতিকূল পরিস্থিতিতেও উন্নততর কার্যকারিতা প্রদান করতে পারে।